WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

Pages:   || 2 |

«№1, 2010 г. МАЗМНЫ Б.Б. тегулов, А.Б. тегулов, А.Б. Уахитова, С.Т. міргалинов Керн^і 1000 В дейін бейтарабы ошауланан симметриялы емес торапта.Ш. ...»

-- [ Страница 1 ] --

№1, 2010 г.

МАЗМНЫ

Б.Б. тегулов, А.Б. тегулов, А.Б. Уахитова,

С.Т. міргалинов

Керн^і 1000 В дейін бейтарабы ошауланан

симметриялы емес торапта

.Ш. Арынгазин, М.Б. Мажимова, А.М. Еділбаева

Нан німдері саласыны ксіпорындарынан атмосфераа

шыарьшатын тастауларды тмшдету бсйынша шаралар....... 9

К.М. Аяпбергенов, А.Х. Тіпеуов

Гтынушыны жктемесімен желді электрлік

рылыларды кштілігіні келісімі

Б.Б. теглов, А.Б. тегулов, А.Б. Уахитова,

Б.М. Бегентаев

Бейтарабы ошауланан симметриялы емес тарапта жерге бір фазалы тйыталу токтарыны жнз кему тогыны анытамасы дістері нделген

Б.М. Бегентаев Бейтарабы ошауланан тарапта кему тогыны анытау дісіні ателік талдауы

И.Н. Волошин, А.Х. Тілеуов Control builder f ода «scl sim» ортасында кнгей Ш колжктор жмыс елікт^і

ш М.Э. Данилова, В.И. Данилов ш Црістерді жандандыру - жоары білім беруді басты м селесі

__ С.К. Елмуратов Н °X C - ырлы плитаны керщулі-деформациялы

ь Арын Е.М., Д.Э.Н., профессор (главный редактор);

Утегулов Б.Б., д.т.н., профессор (зам. ш. редактора);

Ельмуратова А.Ф., к.т.н., доцент (отв. секретарь);

Члены редакционной коллегии:

и Бороденко В.А., д.т.н., доцент;

Глазырин А.И., д.т.н., профессор;

mх СО.Даукеев Г.Ж., к.т.н., доцент;

9 i= Q. ш

–  –  –

A.Ф. Елмуратова Дірін кздеріні гидравликалы динамикасы



Б.Б. Отегулов, А.Б. Отегулов, А.Б. Уахитова, М. К. Жанкуанышев 6 - 10 Кв элгктрлік желілерде жерге тйыталу сыйымдыльщ тоын арымдалу тиімділігін ктеру дісіні зірленуі

B.А. Козионов Толытырышымен ірісыныты грунтгарда іргетастар шгізіні геомеханикалы моделі

П.В. Корниенко Цемент тас рылымы мен оларды рамасыны арасындагы байланыстыру энгргиясынан бетон асиеттеріні туелділігі

Б.Б. тегулов, И.В. Кошкин Керн^і 1000 в бліп тратынны торапта апатты тртіп параметрлгрінг тетін кедергі ыпалын жасауы

М.К. Кудерин Жктемені соысы серінде Т/Б плиталарды згерісі

Ю.П. Макушев, Л.Ю. Михайлова Дизель цилиндырындаы газдарды ысымын лш^ге арналан датчигі..............79 A.С. Сагыпаева, А.Ж. Жумалина, Д.Б. Тттибаева Теіз орамжапыраын нды німдерінг осу арылы йод млшерін арттыру..............85 К.Т. Саканов, К.К. асцырбаев Коммуналды сумш амтамасыз ету жйежрдегі суды жоалуын азайіу жолдары.............. 88 К.Т. Саканов имасытікбрышемес иілгш эіЕмштгердін бегоныньщ шекгі деформациялары

B.Т. Станевич, Б.Ч. Кудрышова, Б.О. Смаилова, О.В. Станевич Керамикалы дршаж бырларыны дірісі шін шрксіпті калдьпсгарынолдану............. 97 Б.Б. Отегулов, А.Б. Отегулов, А.Б. Уахитова, С.Т. міргалинов Экскаваторда кернеуі 1000 В дейнгі бейтарабы ошауланан торапта орау сндіру тсіл

Б.Б. Отегулов, А.Б. Отегулов, А.Б. Уахитова, С.Т. міргалинов Кернеуі 1000 В дейін бейтарабы ошауланан симметриялы емес торапта ошаулама активті ткізгіштік анытау дісіні ателік талдауы

Б.Б. Отегулов, А.Б. Отегулов, А.Б. Уахитова, С.Т. міргалинов Кернеуі 1000 В дейнгі бейтарабы ошауланан симметриялы торапта оашалау параметржріні анытама дістемесі

–  –  –

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

П. В. Корниенко Зависимость свойств бетона от структурыцементного камня и энгргии связи между ее Б.Б. Утегулов, И.В. Кошкин Влияние переходного сопротивжния на параметры аварийного режима в распределительной сети напряжением 6-10 Кв





ЛОГ. Кудерин Поведение ж/б плит при ударном воздействии нагрузок

К). II. Макушев, Л.Ю. Михайлова, И.В. Ставрова Датчик для измерения давжния газов в цилиндре дизеля

A. С. Сагинаева, А.Ж. Жумалина, Д.Б. Таттибаева Применение морской капусты в мучных национальных изделиях в целях повышения количества йода

КТ. Саканов, К.К. Каскирбаев Пути сокращения потери воды в коммунальном водоснабжении

КТ. Саканов Предельные деформации бетона в эжмштах с шпрямоугольнсй формой сжатой зоны............... 93 B.Т. Станевич, Б.Ч. Кудрышова, Б.О. Смаилова, О.В. Станевич Использование отходов промышшшосш для производства керамических дршажных труб.....97 Б.Б. Утегулов, А.Б. Утегулов, А.Б. Уахитова, С.Т. Амургалинов Способ защитного отключения в сети с изолированней шйтралью напряжением до 1000 В на экскаваторах

Б.Б. Утегулов, А.Б. Утегулов, А.Б. Уахитова, С.Т. Амургалинов Анализ погрешности метода опредежния активной проводимости изоляции в шеимметричной сети с изолированней шйтралью напряжением до 1000 В............... 108 Б.Б. Утегулов, А.Б. Утегулов, А.Б. Уахитова, С. Т. Амургалинов Методика определения параметров изоляции в симметричной сети с изолированной шйтралью напряжением до 1000 В

№1, 2010 г.

УДК 621.311

–  –  –

Выполнение каждых арифметических действий определшия полней прово­ димости изоляции в шеимметричной сети с изолированней шйтралью напряже­ нием до 1000 В содержат погрешность. Поэтому требуется произвести анализ погрешности. Производится анализ погрешности путем определения случайней относительней средгеквадратичной погрешности. При анализе погрешности нэобходимо учитывать влияние величины вводимой активней дополнительней проводимости. Ана­ лиз относительной средгеквадратичней погрешности определения полней проводимости изоляции в нгсимметричной сети с изолированней гейтралью напряжшием до 1000 В учитывает класс точности измерительных приборов.

На основе проведенного анализа погрешности определяются границы изменения величины напряжшия фазы относительно земли в зависимости от измакния величины вводимой дополнительней проводимости между измеряемой величиной напряжшия фазы эжктрическей сети относительно земли, где погрешности определения искомых величин жжат в области допустимых пределах. При этом обеспечивается безопасность производства работ при эксплуатации трехфазной эжктрическей сети с изолированней гейтралью напряжшием до 1000 В на горных предприятиях.

Анализ погрешности разработанного метода опредежния полней проводимости изоляции сети производится с использованием основных положений теории ошибок и теоретических основ эжктротехники [1].

–  –  –

Случайная относительная среднгквадратичная погрешность метода, при определе­ нии полней проводимости изоляции в шеимметричной сети с изолированней шйтралью напряжением до 1000 В, определяется из выражения:

–  –  –

Для опредежния погрешности измерительных приборов принимаем, что A U n»

=Лиф=Диф A U *, где AU» - относительная погрешность измерительных цепей о о1= напряжения; A g1* = A R,1 - относительная погрешность измерительного прибора, измеряющего сопротивление вводимой дополнительней проводимости.

–  –  –

Определяем случайную относительную средшквадратичную погрешность полной у - проводимости изоляции фаз относительно земли в нгсимметричной эжктрической №1, 2010 г.

сети путем решения уравнения (1) подставив в нгго значения частных производных уравжния (4) и значения частных абсолютных погрешностей (3), при этом полагая, что

–  –  –

(5) Уравнение (5) выразим в относительных единицах (6) На основе полученных математических уравнений случайных относительных среднгквадратичных погрешностей определения полной проводимости изоляции фаз электри­ ческой сети относительно земли строим зависимости изменения погрешности от функций изменения напряжшия и от величины вводимой активной дополнительной проводимости, при использовании измерительных приборов с классом точности 0,5 (рис. 1):

Математическая зависимость относительной среднеквадратичной погрешности полней проводимости изоляции фаз эжктрическсй сети с изолированней шйтралью (рис. 1) характеризует изменение погрешности в зависимости от величины активней дополнительней проводимости g j, которая вводится между фазой эжктрическсй сети и земжй.

При опредежнии полной проводимости изоляции фаз эжктрическсй сети относи­ тельно земли подбирается активная дополнительная проводимость g j, чтобы U* = 0,2

- 0,9, при этом погрешность разработанного метода не превышает 10,0 % при исполь­ зовании измерительных приборов кл точности 1.0.

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

–  –  –

Рисунок 1 - Относительная среднеквадратичная погрешность опредежния полной проводимости изоляции сети напряжшием до 1000 В Сждет отметить, что при использовании измерительных приборов с кл точности 0.5, погрешности опредежния е - полней проводимости изоляции умшыпается в два раза, что позволяет получить боже достоверные данные при определении параметров изоляции по разработанным методам.

Разработанный метод обеспечивает удовжтворительную точность при опредежнии полней проводимости изоляции сети, а также простоту и безопасность производства работ в действующих эжктроустановках напряжшием до 1000 В.

ЛИТЕРАТУРА

1. Зайдель А.Н. Эжмштарные оценки ошибок измерений. - 3-е изд. - Ленинград:

Наука, 1968. - с. 97.

Тйіндеме Осы жумыста электротехника теориялъщ негіздерді жэне негізгі жайларыны теория ателері бойынша торапты фазаларыны бірі мен жер арасындагы оцшаулама заым келуді толыц ткізгіштікті анытау дісіні ателік талдауы крсетілген. Бул діс цанагаттанарльщ длдігін амсыздандырады, арапайымдылыгын жне кернеуі 1000 В дейін рекеттегі электркрндыргыларда жумыстарды жургізу ауіпсіздігін амтамасыз етеді.

Resume In work made analysis o f inaccuracy o f developping method o f determi­ nation o f packed conductivity o f insulating to electrical network with using the main positions o f theory o f mistakes and theoretical bases electrical engineering.

According to tinned data a method ensures satisfactory accuracy at determina­ tion ofparameters to insulation, as well as simplicity and safety o f construction in acting electrical installation by voltage before 1000V №1, 2010 г.

УДК 628.395

МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ

ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ

ПРЕДПРИЯТИЯМИ ОТРАСЛИ

ХЛЕБОПРОДУКТОВ

К.Ш. Арынгазин, М.Б. Мажимова, А.М. Едылбаева Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Всемерное оздоровление и улучшение условий труда, защита окружающей среды - важнзйшие задачи подъема народного благосостояния. Для обеспечения санитарно - гигиашческих условий труда, устраняющих травматизм и профессио­ нальные заболевания, на всех предприятиях отрасли пищевой промышленности необходимо внедрять современные средства техники безопасности, шире использовать достижшия науки и техники, совершшствоватъ технологические процессы и транспортные средства с целью сокращения выброса вредных веществ в окружающую среду и улучшашя очистки отходящих газов от вредных примесей, увеличить выпуск высокоэффективных газопылеулавливающих аппаратов, водоочистного оборудования, а также приборов и автоматических станций контроля за состоянием окружающей среды. Одним из основных мероприятий, направленных на улучшение условий и охраны труда на предприятиях отрасли, снижения пылгвых выбросов в атмосферу, остается борьба с пылью, в чем значительная роль принадлгжит аспирации.

Пыль попадает в воздушную среду производственных помещений в результате:

- несоблюдения технологической, производственной и трудовой дисциплины;

- нгсовершенства технологических процессов;

- нгдостаточной герметичности технологическощ транспортного и аспирационного оборудования;

- наличия открытых во время работы машин смотровых люков и крышек;

- отсутствия или нгдостаточности разрежения в оборудовании, бункерах;

- завалов оборудования зерном и продуктами его переработки;

- отсутствия эффективных средств уборки производственных помещений.

Основная причина повышенного содержания пыли в аспирационных выбросах

- ^правильная эксплуатация аспирации, что ведет к уносу пыли из оборудования и к повышению пылевой нагрузки на пылеуловители и их ^эффективной работе.

С целью обеспечения нормальных условий работы на предприятиях отрасли хлгбопродуктов нэобходимо^ чтобы содержание пыли в воздухе рабочей зоны ж превышало предельно допустимых концентраций (ПДК), указанных в таблице 1.

ПДК зерновой пыли, равная 4 мг/м3, установлена на элгваторах, хлебоприемных предприятиях, семяочистительных и комбикормовых заводах, в зерноочистительных отделениях мукомольных заводов и крупозаводов. ПДК мучной пыли, равная 6 мг/м3, - в

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

размольных и выбойных отделениях мукомольных заводов, шелушильных и выбойных отделениях крупяных заводов.

–  –  –

Мероприятия по борьбе с пылью на предприятиях отрасли подразделяются на две категории:

I - это обеспечение чистоты воздуха (согласно нормам) внутри производственного помещения;

II - очистка воздуха, выбрасываемого в атмосферу, что предотвращает потери ценных пищевых и кормовых продуктов.

Для борьбы с пылью внутри производственных помещений нэобходимо:

- обеспечить ритмичную работу предприятия (без простоев и перегрузок);

- строго соблюдать трудовую и производственную дисциплину;

- совершенствовать способы ведения технологических процессов.

Для этого на мукомольных заводах, например, следует:

- сократить количество тонкоизмельченного продукта, гранулировать отруби и т. д.;

- на комбикормовых заводах - гранулировать комбикорма, вводить в них жидкие компошпы, измельчать продукты до нюбходимой крупности, так как тонкоизмельченный комбикорм ш пригодш для кормжния животных, он засоряет их дыхательные пути;

- повышать качество изготовжния и монтажа (особенно герметичности) технологи­ ческого транспортного и аспирационного оборудования и эффективность его работы, а также эффективность уборки пыли, повышать культуру производства;

- обеспечивать эффективную работу аспирационных установок.

Для обеспечения чистого воздуха, выбрасываемого в атмосферу, нэобходимо про­ водить слгдующий комплекс мероприятий:

1. Уменьшить выбросы воздуха в атмосферу в результате:

- снижения количества воздуха, отсасываемого от оборудования, без ущерба качества его аспирации. Этого достигают повышением герметичности оборудования и поддержанием внутри жго разрежения в пределах 10-30 Па, а также уменьшением длины и угла наклона самотечных труб, по которым поступает продукт и эжектируемый воздух, либо установкой тормозящего устройства типа каскадного спуска (рисунок 1).

Таксе устройство снижает объем эжектируемого воздуха при транспортировке зерна в четыре раза, а отрубей - в десять раз;

- использования оборудования с замкнутым циклом подачи воздуха;

- кольцевания «переточным воздуховодом бункеров над и под оборудованием», работающим периодически, а также применения рециркуляции воздуха.

№1, 2010 г.

Рисунок 1. Тормозящее устройство типа каскадного спуска:

1 - самотечная труба; 2 - стенка устройства; 3 - тормозящие пластины

2. Уменьшить пылзсодержание каждого кубометра выбрасываемого в атмосферу воз­ духа. Для этого надо сократить количество пыли, забираемой вместе с воздухом из оборудо­ вания. При этом одновременно снижается пылгвая нагрузка на пыл^ловитель.

Это достигают совершенствованием технологических процессов, установкой отсасы­ вающих патрубков, в частности конфузоров (переходных патрубков), у которых площадь н и щ е г о сечения рассчитывается с учетом обеспечения в шй рекомендуемой скорости воздуха в зависимости от физико-механических свойств пыли (для зерновой пыли боже 2 м/с, для мучной ш боже 1 м/с, для тонкодисперснсй пыли комбикормового производства ш боже 0,3-0,8 м/с), а верхнзго - с учетом начальной скорости воздуха в воздуховодах (табл2).

Отношение высоты конфузора к диаметру воздуховода должно быть больше 0,6, а располагать конфузор сждует как можно дальше от самотечного трубопровода, по которому продукт поступает в оборудование.

3.Применять рациональные схемы очистки воздуха от пыли: двухступенчатую (циклон + фильтр при очистке от зерновой) и одноступенчатую (фильтр при очистке от мучной пыли).

4. Повышать качество самого пых^лавливающего оборудования и его обслуживания.

5. Обеспечивать работу всей аспирационнсй установки в расчетном режиме.

–  –  –

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

Антропогеннее загрязнение атмосферы является одним из главных факторов, влияющих на нарушения равновесия в системе природа - человек. Общеизвестна, что состояние здоровья человека находиться в тесной взаимосвязи с качеством атмосферного воздуха.

Пыль попадающая в производственную среду и атмосферу может вызывать у работающих воспалэше соединительной оболочки глаз - конъюнктивиты, иногда перехо­ дящие в трахому и вызывающие ухудшение зрения.

Разложение систематически попадающей в полость рта мучной пыли (с образованием молочной, уксусной и других кислот) действует разрушающе на эмаль и дентин зубов.

Работа в цехах, где происходит усиленное выделение пыли, косвенным образом повреждает даже слух.

По воздействию на организм человека (по вредности) пыль предприятий системы хлебопродуктов относится к 3 классу опасности и, еждовательно, ее содержание должно периодически контролироваться.

Слизистые оболочки носа и глотки человека выполняют защитные функции. Они нг только очищают вдыхаемый воздух от пыли, но и уничтожают микробы. Однако загрязнение этих оболочек резко снижает, а иногда и парализует их защитные функции.

Пыль снижает также антибиотические функции кожных покровов человека.

Пыль орга­ нического происхождения может вызывать различного рода аллгргические заболгвания:

ренит (насморк), конъюнктивит, бронхит, астму, кожные заболевания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алешковская В.В. Совершенствование работы аспирационных установок на пред­ приятиях системы хлебопродуктов. - М.: ЦНИИТЭИ «Ххлебпродинформ», 1995. - 139 с.

2. Арынгазин К.Ш. Автоматизированная подготовка данных к анализу меропри­ ятий по выбросам мелькомбината. Научный журнал «Наука и техника Казахстана».

- Павлодар, ПГУ им. С.Торайгырова, 2008. с. 5 - 10.

–  –  –

№1, 2010 г.

УДК 621.311

СОГЛАСОВАНИЕ МОЩНОСТИ

ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

УСТАНОВОК С НАГРУЗКОЙ

ПОТРЕБИТЕЛЯ

К.М. Аяпбергенов, А.Х. Тлеуов Казахский агротехнический университет, г.Астана Одной из основных проблгм, возникающих при выборе ветроустановки, яв­ ляется согласование мощности ветроэжктрической установки (ВЭУ) с мощностью нагрузки кожчного потребителя и местными метеорологическими условиями. Про­ цессы, напрямую связанные с использованием текущего значяшя скорости ветра, в частности, гаврация эжктроэшргии в ВЭУ, имеют сложный случайный характер, так что их характеристики обладают статистическим разбросом и шопредешшостью средних ожидаемых значашй. Также остается открытым вопрос выбора номиналь­ ной мощности ВЭУ при заданной номинальной мощностью и суточным графиком эжктрических нагрузок потребителя с условием полного покрытия потребности в эхЕктроэжргии и минимизации затрат на ежегодную эксплуатацию ВЭУ В настоящее время в мире используются различные методики выбора мощности ВЭУ. Одни основаны на среджсуточных скоростях ветра, другие на выборе мощности по максимальной пиковой нагрузке потребителя, третьи основаны на годовых выработках эжктрическсй эжргии.

Для решения данной пробжмы предлагается задаться следующими граничными условиями:

1. Годовое количество выработанной эжктрическсй эжргии ВЭУ должна быть боль­ ше или равна шобходимому годовому количеству эжктроэшргии для потребителя.

–  –  –

2. Ежегодные затраты на эксплуатацию ветроустановки (В, тг), приведенные к годовому количеству выработанной эжктрической эшргии ( W, кВтч), должны стре­ миться к минимуму.

–  –  –

навоза. На основании этого были составлены технологические карты для января месяца, которые приведены на рисунках 1-3 и в таблицах 1-2.

Рисунок 1 - Технологическая карта компжксной механизации на 25-200 голов

–  –  –

Как видно из графиков максимальная нагрузка для фермы в 25 и 50 голов составляет 1,8 кВт и 2,4 кВт соответственна Далее для нахождшия шобходимой мощности ВЭУ воспользуемся формулой опредежния номинальной мощности (Рн) ВЭУ от средгесуточ­ ной и расчетной скоростей ветра:

–  –  –

8 16 18 2Ь 22 В качестве расчетных скоростей ветра ВЭУ возьмем скорости от 7 до 10 м/с.

Мощностью нагрузки зададимся произвольно от 1 до 30 кВт. Подставим полученные данные в выражение 1. Результаты расчетов сведем в таблицу 4 и представим на ри­ сунках 4-5.

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

–  –  –

Рисунок 5 - Зависимость мощности ВЭУ при различных Урасч для октября месяца Таким образом, основываясь на графиках нагрузки фермерских хозяйств и мощг.

ности ветроугтановок, вырабатываемой при различных расчетных и ожидаемых средшсуточных скоростях ветра, можно построить совместные графики вырабатываемых и потребляемых мощностей (рисунки 6 и 7).

–  –  –

Как видно из рисунков 6 и 7, для номинальной нагрузки в 1,8 кВт полностью обес­ печивает эжктроэшргией ветроустановка мощностью 10кВт, с расчетной скоростью ветра 7м/с, а для нагрузки 2,4 кВт ветроустановка мощностью 15 кВт.

Годовое потребление эжктроэшргии фермы в 25 голов составит 1,5 кВт * 8760ч = 13140 кВт* ч;

а для фермы в 50 голов:

2 кВт * 8760 ч = 17480 кВт • ч.

–  –  –

winds of installation, worked out under different accounting and expected average overnight velocities winds, builtjoint graphs worked out and comsumedpowers.

УДК 621.311

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТОКОВ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА

ЗЕМЛЮ И УТЕЧКИ В НЕСИММЕТРИЧНОЙ

СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Б.Б. Утегулов, А.Б. Утегулов, А.Б. Уахитова, Б.М. Бегентаев Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова При эксплуатации сетей напряжением до 1000 В на горных предприятиях нэобходимо знать величины токов однофазного замыкания на землю и утечки с целью разработки организационных и технических мероприятий. По органи­ зационным и техническим мероприятиям повышается эффективность работы устройств защитного отключшия, а также производится контроль напряжшия прикосновения и шага. Так как напряжение прикосновения и шага являются основными параметрами характеризующее состояние электробезопасности при эксплу­ атации электроустановок напряжшием до 1000 В на горнодобывающих предприятиях.

Поэтому требуется разработать новые методы опредежния токов однофазного замыкания на землю и утечки в трехфазной нгсимметричной эжктрической сети с изолированной нейтралью напряжшием до 1000 В. Так как разработанные ранге методы нг нашли свое­ го применения за счет сложности производства работ при измерении тока однофазного замыкания на землю. На пример метод прямого замыкания на землю разработанный профессором Л.В. Гладилиным. Использование метода прямого замыкания на землю является нг безопасным, поскольку при этом в месте замыкания будет иметь место максимальное значшие величин напряжения прикосновения и шага. Кроме тощ при прямом замыкании напряжшия двух других фаз будут равными линейным значениям, что может привести к многофазному короткому замыканию, то есть к аварийному режиму, где потребуются дополнительные капитальные вложения на устранение причин выхода из строя эжктрооборудования или средств канализации эжктрической эшргии. Другие методы разработаны для определяли тока однофазного замыкания на землю в симмет­ ричных сетях с изолированней шйтралью напряжшием до 1000 В и использование их в несимметричных сетях ш обеспечивает удовлетворительную точность.

Разработанные методы определения токов однофазного замыкания на землю и утечки в трехфазней шеимметричной эжктрическей сети с изолированней шйтралью напряжшием до 1000 В основывается на методе опредежния параметров изоляции в данной сети. Метод опредежния параметров изоляции в трехфазней шеимметричной эжктрическей сети с изолированней шйтралью напряжшием до 1000 В основан на изме­ рении величин модужй лишйного напряжшия и напряжения фаз А, В и С относительно №1, 2010 г.

земли до и посж подключения активней дополнительней проводимости между фазой А эжктрическей сети и земжй.

При этом полагается, что имеет место повреждение изоляции между фазой А и земжй эжктрической сети с изолированней шйтралью напряжением до 1000 В.

По измеренным величинам модужй U n - лишйного напряжения и напряжшия фаз UА, UA1, UB, U B1, U c, и с1 относительно земли до и посж подключения активней дополнительней проводимости g j и с учетом активной дополнительней провод имости производится определение искомых величин по математическим формулам:

- полная проводимость изоляции эжктрическей сети

–  –  –

Ток однофазного замыкания на землю в несимметричней сети с изолированной шйтралью напряжшием до 1000 В определяется, совместным решшием равкния (1) опредежния полной проводимости изоляции эжктрической сети с уравнением закона Ома для участка цепи выраженное через полную проводимость и описывается матема­ тическим уравнением

–  –  –

Решая совместно уравнения (2) и (4) определяется величина тока утечки в нгсим­ метричной сети с изолированней нейтралью напряжением до 1000 В по формуле Разработанные методы определения токов однофазного замыкания на землю и утечки в трехфазней шеимметричной электрической сети с изолированней шйтралью напряжением до 1000 В основанный на измерении величин модулей лишйного напряже­ ния и напряжения фаз А, В и С относительно земли до и посж подключения активной дополнительней проводимость между фазой А эжктрическей сети и земжй.

Для коммутации активной дополнительной проводимости используется резерв­ ный выключатель нагрузки, где активная дополнительная проводимость составляет R=1000 Ом, сопротивления марки ПЭ-1000, которую путем паралжльно поеждовательным соединением обеспечивают требуемая мощность рассевания, а для измерения напряжения используются вольтметры Э-315, с классом точности 0,5.

Полученные математические зависимости определения токов однофазного замыка­ ния на землю и утечки в трехфазней несимметричней эжктрическей сети с изолированней шйтралью напряжением до 1000 В правомерны при повреждении изоляции между фазей А и земжй. Для использования разработанного метода опредежния токов однофазно­ го замыкания на землю и утечки в трехфазной шеимметричной эжктрическей сети с изолированней шйтралью напряжением до 1000 В при повреждении изоляции между другой фазей эжктрической сети и земжй нэобходимо учесть чередование согласно теоретических основ эжктротехники для трехфазней эжктрическей сети.

Разработанные методы опредежния токов однофазного замыкания на землю и утечки в трехфазней шеимметричной эжктрическей сети с изолированней шйтралью напряжением до 1000 В обеспечивают: удовжтворительную точность искомых величин;

простоту и безопасность производства работ в эжктроустановках.

–  –  –

В трехфазней эжктрической сети с изолированней шйтралью при повреж­ дении изоляции требуется определить величину тока утечки. Для определаши величины тока утечки разработан метод основанный на измершии величин модужй лишйного напряжения и напряжшия фаз А, В и С относительно зем­ ли до и посж подключения активней дополнительней проводимости gj между фазой А эжктрическсй сети и земжй.

При этом полагается, что имеет место повреждение изоляции между фазой А и земжй эжктрическсй сети с изолированней шйтралью напряжшием до 1000 В.

По измеренным величинам модужй 11л - лишйного напряжшия и напряжшия фаз

U A, U A1, U B, U B1, U c, и с1 относительно земли до и посж подключения активней дополнительней проводимости gj и с учетом активной дополнительней проводимости производится определение тока утечки в трехфазней эжктрическей сети с изолированней шйтралью по математической формуж (1) Полученная математическая зависимость опредежния величины тока утечки по величинам модужй лишйного напряжения и напряжшия фаз U A, U A1, U B, U B1, U c, U C относительно земли до и посж подключения активной дополнительней про­ водимости gj и с учетом активней дополнительней проводимости должна обеспечить удовлетворительную точность. Для определяли изманшя погрешности при опредежнии

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

тока утечки от измеряемых величинам линейного напряжения и напряжения фаз U A, U a i, U b, U b1, U c, UC относительно земли до и посж подключения активной дополнительной проводимости и с учетом активней дополнительной проводимости исследуем на достоверность путем опредежния относительной среднеквадратичной погрешности.

Случайная относительная среднгквадратичная погрешность определяли тока утечки в сети с изолированней нейтралью определяется из формулы (1)

–  –  –

где UJI, UA, UB, UC, UAI, UB1, UC1, g l - величины, определяющие ток утечки в сети с изолированней шйтралью, получаемые прямым измерением.

Относительная с р е д н е к в а д р а т и ч н а я погрешность метода при определении тока утечки в сети с изолированной шйтралью определяется из выражения

–  –  –

Slyj. Slyj Sl^ Slyj Slyj Sly, Зі^ Slyj где аил ’ 3UA ’ SU*, ’ 3UB ’ 3UH ’ 5UC ’ 3UC ’ 3g, -частные производные функции Io = f(Un, UA, UB, UC, UAI, UB1, UC1, gl).

Здесь AUJI, AUA, AUB, AUC, AUAl, AUB1, AUC1, Agi - абсолютные погрешности прямых измерений величин UJI, UA, UB, UC, UAI, UB 1, UC1, g l, которые определяются следующими выражениями:

–  –  –

Для упрощения решения уравнений при опредежнии относительной среднеквадра­ тично! погрешности метода опредежния тока утечки в сети с изолированной шйтралью вводятся следующие обозначения:

–  –  –

(2), подставив в нгго значения частных производных уравнения (5) и значения частных абсолютных погрешностей (3), при этом, полагая, что AU*= А*, тогда получим

–  –  –

Для опредежния среднеквадратичной относительной погрешности подставляем в формулу (6) вместо / формулу (1) посж преобразования получим ут

–  –  –

Полученное уравнаше (7) выразим в относительных единицах Математическая зависимость относительной среднеквадратичной погрешности приведенной на рис. 1 характеризует измензше погрешности в зависимости от величины активней дополнительней проводимости, которая вводится между фазой эжктрическсй сети и земжй.

При определаши тока утечки в сети с изолированней шйтралью подбор активной

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

дополнительной проводимости производится на основе графической иллюстрации рис. 1 таким образом, чтобы ( L = 0,3 - 0,9, при U]*= 0,2 - 0,8, для обеспечения U* погрешности до 10 % при использовании измерительных приборов с кл точности 1.0.

При использовании измерительных приборов с кл точности 0,5 погрешность метода из превышает 5 %.

На основе вышеизложенного следует, что разработанный метод опредежния тока утечки в трехфазной электрической сети с изолированной шйтралью напряжением до 1000 В при повреждении изоляции одней из фаз эжктрическсй сети относительно земли обеспечивает удовжтворительную точность. Сждует отметить, метод прост и безопасен при производстве работ по измершию величин модужй лишйного напряжшия и напря­ жения фаз U A, UA1, UB, U B1, U c, и с1 относительно земли до и посж подключения активней дополнительной проводимости. Для подключения активней дополнительной проводимости между фазой эжктрической сети и земжй используется фаза резервного выключателя нагрузки распределительного устройства 0,4 кВ.

Тйіндеме Осы жумыста кернеуі 1000 В дейін бейтарабы ошауланган торапта кему тогыныц аньщтау дісіні ателік талдауы крсетілген. Керщуі 1000 В дейін бейтарабы ошауланган ш фазалы элгктрлік тарапта оашалау заым келуі жанында біреуді электр торабы фазаларынан жер салыстырмалы кему тогыныц анъщтау діс орташа длдікті цамсыздандырады.

Resume In workpresented analysis o f inaccuracy o f method o f determination o f current o f drain in electrical network with insulated neutral. On the base whichfollows that designed method o f determination o f current o f drain in трехфазной to electrical net­ work with insulated neutral by the voltage before 1000 Vwhen damaging an insulating one o f the phases to electrical networkfor land ensures satisfactory accuracy.

№1, 2010 г.

УДК 621.311

ИМИТАЦИЯ РАБОТЫ СОЛНЕЧНОГО

КОЛЛЕКТОРА В СРЕДЕ РАЗРАБОТКИ

CONTROL BUILDER F БЛОК «SC1_SIM»

И.Н. Волошин, А.Х. Тлеуов Казахский агротехнический университет, г.Астана Автоматизация систем автономного энерго-, теплоснабжения позволяет повысить точность поддержания технологических параметров на объекте управления, получить дополнительную экономию энергетических ресурсов, снизить эксплуатационные расходы, повысить теплопроизводительностъ системы. В ряде слу­ чаев она создает возможность для перевода рассматриваемых систем на работу в часы льготного тарифа эжктроэшргии, позволяет существенно снизить расходы на отопление и охлаждение помещений за счет рационального управляли режимами аккумулирования тепла (холода), сокращения потерь энгргии в окружающую среду и др.

Задачи автоматического управжния системами солнгчного теплоснабжения в общем виде можно сформулировать сждующим образом:

-нгзависимо от режима радиационных теплопоступлений должны поддерживаться требуемые значения регулируемых параметров (температуры воздуха в помещении, тем­ пература воды в системе горячего водоснабжения др.) на объекте теплопотребления;

-энгргетические потери при преобразовании лучистой эшргии в тепловую, при транспорте, и храшнии произведенного тепла должны быть минимальными;

-работу гелиосистем нэобходимо организовывать таким образом, чтобы затраты топливно - эшргетических ресурсов при производстве теплоты дублирующим источ­ ником, а также ущерб от загрязняли окружающей среды были сведены к минимуму;

-должна быть обеспечена защита солшчных колжкторов, а также других эжментов гелиосистем от замерзания, перегрева и механических повреждений.

Свойства технологического процесса в системе автономного эшрго-, теплоснабже­ ния характеризуется такими физическими величинами, как давляше, уровень, расход и температура теплоносителя. Параметры делятся на качественные (уровень или объем жидкости для гидравлической емкости, её давжние, температура и т.д.) и количествен­ ные (приток теплоносителя в резервуар, расход теплоносителя). Параметры находятся

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

в тесной функциональней связи и, изменяя один из них, можно управлять изменением второго В общем виде в задачу управжния технологическим процессом системы вхо­ дит управление всеми простыми единичными цепями этого процесса и связывание их между собой.

Многообразные динамические воздействия на процессы, протекающих в автоматизи­ руемых объектах системы, вызывается сравнительно жболыпим числом фактором: шпрерывных и дискретных. К первым относятся изманше давлзшя, расхода, уровня, количества теплоты и т.д.; ко вторым - состояние исполнительных механизмов и оборудования.

Приведенные особенности работы систем показывает, что для оптимального уп­ равжния ждостаточно наличия квалифицированного обслуживающего персонала, а шзбходимо использование современных средств автоматического контроля и управжния и имитирования.

Таким образом, одним из важных вопросов в области внедрения автоматики в системы автономного энерго-, теплоснабжения является моделирования процессов протекающих в данных системах с тем, чтобы выработать оптимальные решения для реализации задач управжния.

Основным эжментом системы автономного энерго-, теплоснабжения является солнечная нагревательная система - солнечный колжктор (приемник), в котором проис­ ходит поглощение солшчного излучения и передача эшргии жидкости. Самые простые приемники содержат весь объем жидкости, которую нэобходимо нагреть. Приемники боже сложней конструкции нагревают за опредежннсе время только небольшое коли­ чество жидкости, которая, как правиле», затем накапливается в отдельном резервуаре (баке - аккумуляторе).

Поток лучистей эшргии Qnoe, Вт, поглощаемей поверхностью приемника, составляет Q = т пов а АКСЭНТ, (1) *-'пов у 4' где шов - коэффициент пропускания солшчного излучения колжктором;

а - поглощательная способность пластины колжктора по отношению к солшчному излучению;

А - площадь освещаемой поверхности колжктора, м2;

H T - дневной приход суммарной радиации на наклонную поверхность (облу­ ченность поверхности солшчного колжктора), Вт/м2.

В процессе поглощения эшргии, температура поверхности приемника повышается и становится существенно выше температуры окружающего воздуха. Это приводит к возникновению обратного теплового потока в окружающую среду, который можно определить

–  –  –

где Ti - температура приемной поверхности колжктора, К;

Та- температура окружающего воздуха, К;

Rn - термическое сопротивление приемной поверхности колжктора, для типич­ ных колжкторов.

Уравнзше солшчного колжктора тогда можно представить:

Однако нг вся энгргия, получаемая колжктором, передается воде, а только ее часть, характеризуемая коэффициентом перехода FR солнзчной эшргии, показывающим долю теплового потока QKC3, передаваемого жидкости,

–  –  –

где; (xn a) - оптический КПД коллектора;

os UL- полный коэффициент тепловых потерь коллектора, Вт/м2 С° Из уравнения баланса солшчного колжктора определяются все основные харак­ теристики.

Вычислим средшмесячную удельную теплопроизводительностъ КСЭ для условий ясного шба:

–  –  –

Определим перемшные используемые в блоке симуляции солшчного колжктора «SC1SIM»

Ht - дневной приход суммарной радиации на наклонную поверхность (облучшность поверхности солшчного колжктора), МДж;

Ti - температура приемной поверхности колжктора, С0;

Та - температура окружающего воздуха, С0;

L1 - объемный расход жидкости через колжктор, м3 /с;

L2 - объемный расход жидкости через колжктор, м3 /с;

Q - средгемесячная удельная теплопроизводительностъ КСЭ для условий средшй облачности или ясных условий облачности;

То - температура жидкости на выходе солшчного колжктора КСЭ, С0;

Fr - коэффициент отвода тепла из колжктора;

А - площадь поглощающей пашли КСЭ, м2;

ta - оптический кпд колжктора;

U1 - полный коэффициент тепловых потерь колжктора, Вт/м2 С°;

р - плотность жидкости, кг/м3;

с - теплоемкость жидкости, Дж/кг С0;

На основании формул:

–  –  –

Вид функционального пользовательского блока имитации работы солнечного коллгктора «SC1SIM» посж преобразования имеет вид показанный на рисунке 1.3.

Данный блок имеет пять аналоговых входа и два аналоговых выхода, обозначение которых представлено в таблице 1.1

–  –  –

Функциональный блок «SC1SIM» показанный на рисунке 1.2 позволяет имити­ ровать работу солнгчных коллекторов различных типов, в среде «Control Builder F», с учетом расхода воды через солнечный колжктор. Данный блок входит состав комплекса имитации работы систем автономного энерго-, теплоснабжения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Свободно расширяемая система управжния Freelance 2000 Описание системы, ABB Automation.

2. EngineerIT, Control Builder F, Инструкции по инжинирингу, Процессовая станция AC 800F.

3. Системы солнечного тепло- и хладоснабжшия / Р. Р. Авезов. М. А., Барский - Зорин И.М., Васильева и др.;Под ред. Э.В.Спрнацкого и С. А. Чистовича. - М.: Стройиздат, 1990. - 328с.:ил

4. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка.

Учебно - практическое пособие. - М.: Инфа - инженерия, 2008. - 928стр., 12 ид Туйіндеме Берілген жумыста автономды жылу энергиямен цамтамасыз ету жйесіні элементтеріні симуляциясы мен жобалау суратары царастыралган. Оны ішінде «Control Builder F» математиялы моделі цолданылган кун коллекторыныц симуляциялау жумысы царастырылган.

осыган щ сас цурастыруларды дайындауы ажеттімгі крсетілген жне соны арасында виртуялды жуйемен сол жумысты састыруы нерксіпке егізілуі царастырылган.

Resume In given work are considered questions o f the designing and imitations sys­ tem element autonomous heat ofthe energyprovision. In particular happens to the example to imitations o f thefunctioning(working) the solar collector in ambience o f the development “ Control Builder F ” with use his(its) mathematical model.

It is described urgency and need o f the undertaking the similar developments, in effect o f the possibility o f the building o f the virtual systems and imitations o f their work before introduction in production.

№1, 2010 г.

УДК 378

–  –  –

Высшему образованию боже 1000 лет и столько же сущ еству лекция как форма обучения. Лекция - «lectio», дословно означающая «чтение», в среднгвековых университетах имела форму чтшия, т.е. читались тексты первоисточников с комментариями их преподавателем. Начиная с XVIII века, лекция изменила свою форму, она стала устным рассказом преподавателя и иногда стала со­ провождаться демонстрациями. Первый, кто начал читать лекции в России на родном языке, был М.В.Ломоносов.

Высшее техническое образование в России связано с именгм Петра 1, по указанию которого в 1701 году в Москве была открыта школа математических и навигационных наук. Это было первое в мире Высшее техническое учебное заведшие, за которым посждовала в 1715 году Петербургская Морская академия.

Лекция всегда была и остангтся важнгйшей формой обучения в ВУЗе. Однако, это ж значит, что форма жкции нг может и нг должна мшяться. Напротив, она должна ме­ няться, как и менялась со времши своего возникновения. Основной нгдостаток лекций, который сждзет преодожть в процессе этого измеиния - это пассивность её слушатежй, возможность пребывания их во время лекций в бездумном состоянии, или по резкому, но верному выражению К.Д. Ушинскощ - «в лакейском препровождении времши». Надо активизировать жкцию и заставить слушателя преодолгть «лживую доверчивость ума», чтобы в результате жкции слушатели вынгсли умение подходить к вопросу самостоя­ тельно; важны получаемые во время жкции широкие сведения, расширяющие кругозор слушатежй, стимулирующие способности быстро воспринимать новые идеи, быстро их применять и главное, воспитать у слушатежй стимулирующие способность быстро воспринимать новые идеи, быстро их применять, и главное, воспитать у слушатежй интеллигентность, подвижность и остроту ума.

А.П.Чехов дал бжстящее описание психологии жктора и слушателя, хотя и отно­ сящееся к концу позапрошлого века, но во многом верное и в наши дни.

«Передо мною, - полтораста лиц... цель моя - победить эту многоголовую гидру. Если я каждую минуту, пока читаю, имею ясное представлшие о степени её внимания и о сиж разумения, то она - в моей власти. Другой мой противник сидит во мне самом. Это бесконгчное разнообразие форм явжний и законов и множество им обусловжнных своих и чужих мысжй... я должш выхватить из этого громадного материала самое важное и нужное и также быстро, как течет моя речь, облекать свою мысль в такую форму, которая была бы доступна их разумению гидры и возбудила бы её внимание... я стараюсь, чтобы речь моя была литературной, определшия кратки

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

и точны, фраза проста и красива... Приходится изображать и ученого и педагога, и оратора и плохо дело если оратор победит в Вас педагога и ученого и наоборот.

Читаешь четверть, полчаса и вот замечаешь, что студенты начинают поглядывать в потолок... внимание утомлено...я говорю какой-нибудь каламбур...Внимание освежилось, и я могу продолжать». Всё это относится и к современной лекции, современным лекторам и аудитории. Вопрос о внимании аудитории в наше время стоит боже остра Это прежде всего связано с тем, что иногда называют массовой культурой - развитием кино, телевидения, компьютерной техники.

Лекции должны представлять собой системное изложение дисциплины, но нг все её темы, (разделы) надо освещать одинакова Каждая жкция должна быть законченней, посвящена определенной теме.

Внимание студентов надо сосредоточить на изложении тех разделов программы курса, которые нг освещены или нгдостаточно освещены в рекомендованной литературе, на новых научных теориях, на особенностях современной технологии и оборудовании.

Лектор должен привить студенту критическое отношение к излагаемому материалу.

Для этого нэобходимо делать анализ научных теорий, лзжащих в основе излагаемого предмета. Очень убедительна жкция, в которой преподаватель иллюстрирует отдельные теоретические положения примерами их примегения на практике. Хорошая жкция должна формировать научное мировоззрение студента, значительно повышать продуктивность всех форм занятий. Лекция, прочитанная на высоком теоретическом и методическом уровш, увжкательно и вдохновенно!, развивает научные склонности студента, пробуждает интерес к литературным источникам, способствует повышению эффективности самосто­ ятельней работы студентов, ускоряет её темпы и помогает с наименьшей затратой сил и времени овладеть нужными знаниями и практическими навыками.

Очень важная роль принаджжит мастерству жктора, его способности добиться внимания аудитории, вызвать интерес к излагаемому материалу.

Интерес появляется в том случае, если в жкции сообщается о новых положениях, фактах. Ярко прочитанная жкция, глубокая по содержанию, совершенная по форме, прочитанная в хорошей деловой обстановке, - это событие в жизни студента. Говорить выразительно и четко особенно нэобходимо преподавателю, профессия которого связана с постоянными выступлениями перед аудиторией.

Студентам импонирует жктор, читающий курс без обращения к конспекту, приво­ дящий четкие схемы, формулировки, выводы.

Лектор должен уметь ш только «излагать» информацию, но и подавать её в фор­ ме, ш сковывающей мысль, а, напротив, развивающей в студенте творческий подход к теоретическим и практическим пробжмам.

Между жктором и аудиторией должен установиться эмоциональный контакт. Чем прочше этот контакт, тем лучше воспринимает аудитория лекцию, тем глубже ежд, который остаётся о шй в памяти.

В каждой жкции должна быть одна главная тема. Лекция может быть иллюстриро­ вана увжкательными подробностями и все они должны служить одней цели - усвоению студентами основной темы. Очень опасно быть благодушным в отношении предстоящей жкции, полагая, что все в порядке, поскольку материал жктору хорошо известен и такая же жкция была прочитана другому потоку. К каждой жкции надо всегда относиться как к новей задаче, учитывая состав аудитории. Особое внимание надо обращать на первые 10-15 минут жкции, стремиться заинтересовать, увжчь слушатежй, тогда и вся жкция будет прослушана с большим вниманием.

№1, 2010 г.

Если во время чтения лекции выясняется, что времени нг хватает, лучше сократить материал середины жкции. В начале жкции ж сждует торопиться. В конце сждует подытожить материал жкции, подкрепить значение сказанного Плохо, если жктор за­ держивает студентов и в конце жкции излагает материал ускоренным темпом. Лекции рекомендуется иллюстрировать наглядными пособиями, чертежами, схемами, моделя­ ми, макетами, демонстрировать во время их чтения нгболыпие учебные кинофильмы, слайды, интерактивные доски.

Некоторые студенты, плохо ориентируясь в важности отдельных положений, из­ лагаемых жктором, записывает слово в слово нг только опредежния или главнгйшие формулировки, но и меже важные детали. Лектор должен проявить искусство, чтобы студенты по интонации голоса понимали, чувствовали, что является в жкции главным, основным, что нэобходимо записывать. В лекциях нэобходимо широко освящать достиже­ ния отечественной и зарубежной науки и техники, а также передовой опыт производства.

Преподаватель обязан быть в курсе всего новощ что применяется в промышленности, строительстве и обо всём этом сообщать студентам. Особое внимание сждует уделять вопросам экономической эффективности принимаемых решений.

На основании вышеизложенного можно сделать сждующие выводы, что методика обучения должна удовжтворятъ следующим требованиям:

1. Сделать боже активным процесс восприятия знаний.

2. Сохранить общение жктора высокой культуры со студенческой аудиторией, повысив его воспитательную роль как личности.

3. Сделать процесс получения знаний достаточно индивидуализированным с ис­ пользованием для этого характерных психологических свойств каждого отдельного обучаемого

4. Обжгчить отбор самого главного и фиксацию внимания на наибоже шобходимсй для данных условий информации.

5. Будучи применима в каком-либо одном курсе или виде обучения, она ж должна давать эффект за счет других курсов, где она ж применяется или применяется меже результативно

6. Иметь преимущества в смысж ускорения и углубления восприятия прочных знаний.

–  –  –

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

УДК 624.074.43

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ

СОСТОЯНИЕ РЕБРИСТОЙ ПЛИТЫ

С.К. Ельмуратов Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

–  –  –

тора напряжений; V - вектор объемной силы. Для криволинейной системы координат удобно оперировать ковариантными или контравариантными компонентами вектора напряжений. Заменим физические компоненты С (а ) вектора напряжений через его Т ковариантные ст(а ) или контравариантные q “ компоненты, представленные в матрице основных е а и взаимных е*3локальных базисов[1-3].

Р 2 Рисунок 1 - Векторы напряжений и объемных сил эжмента плиты Здесь а = а п а 22 —а 12й21~ фундамаггальный определитель метрического тшзора.

~ Зависимость между компонентами тшзоров напряжений и деформации для случая малых деформаций упругого тела, находящегося в условиях плоской задачи, подчиняется известным соотношениям закона Гука.

Для «ортогональной системы координат их можно записать в виде

–  –  –

Подставляя (7) в (4), затем в (1) и проектируя полученные уравнения на векторы взаимного базиса в а локальней системы координат можно получить два скалярных дифференциальных уравшшя равновесия в перемещениях. Производим дискретизацию получшных дифференциальных уравнений методом криволинейных сеток для плоской

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

задачи теории упругости.

С учетом ортотропии материала выражения для компонентов тензора напряжений и деформации примут вид

–  –  –

Выполним дискретизацию векторного уравнэшя (1). Рассмотрим плоскую разно­ стную сетку (рисунок 2). Искомые функции вычисляем в определенных узлах разностной сетки, как показано на схеме, а именно: напряжения q 1в узлах (г ± 0,5;у), q 2в узлах (г;у ± 0,5); компожнты вектора перемещений U в основных узлах (г; j ) разностной сетки.

Применяя разностную схему жпосредственно к векторным слагаемым уравнения (1), получим разностный аналог контравариантных производных вектора напряжений

–  –  –

/1+0.5 // + 1 Рисунок 2 - Двумерная разностная сетка.

Определим компонаггы вектора перемещений и = и а • е “ в основных узлах (i;j) и произведем усредание в промежуточных узлах (і 0,5 ;j ± 0,5) получим Разностное векторное уравнение (10) спроецирзем на векторы взаимного локального базиса е а в узде (г,у). В результате получим систему двух скалярных уравнзшй ?

(а =1,2)

–  –  –

Выполняя скалярное произведение базисных векторов по формулам (12), и учитывая (10) окончательно получим

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

–  –  –

Подставляя послгдовательно (13) в (8), а затем в (1) и, проектируя полученные уравш ж я на векторы взаимного базиса 6а локальней системы координат, получим систему двух скалярных уравнашй в перемещшиях и, дополнив их граничными условиями, получаем разрешающую систему уравнашй плоской задачи.

Исследовано напряженно-деформированное состояние ребристой плиты-панели при действии нагрузки вертикально приложенной в срединной плоскости. Подобрано расположение ребер, их размеры и размеры плиты, соответствующие наименьшему напряженно-деформированному состоянию плиты-пангли.

ЛИТЕРАТУРА 1 Ельмуратов С.К. Уравнения равновесия и движения тонких оболочек и пластин и их численная реализация. // Наука и техника Казахстана, Павлодар, №1,.2005. - С.

24-33.

2 Ельмуратов С.К. Расчет тонких оболочек и пластин на устойчивость и динамику.

//Вестник ПГУ, серия физико-математическая, Павлодар, ПГУ, №3, 2005. - С. 43-51.

3 Ельмуратов С.К. Исследование устойчивости и колебаний тонких оболочек и пластин методом криволингйных сеток. // Поиск, серия естественных и технических наук, Алматы, №4. 2005. - С. 312-317.

4 Пред. патент. 1649. РК. Комплексные добавки для бетонной смеси. / Ш.К. Торпищев., С.К. Ельмуратов и др. 15.11.2005. Бюл № 11.- С. 3 с.

–  –  –

Динамика рассматриваемой системы “вибратор - конструкция - среда” определяется динамикой вибратора, к поршню которого приведены масса всей системы и внгшние силы, действующие на систему, вслгдствие чего основной задачей исследований становится задача выявлзшя устойчивых режимов работы исполнительного механизма виброисточника. Сложность явлзшй проистекаю­ щих в гидравлических механизмах и множественность параметров, влияющих на работу приводов, требуют примоешя различных методов расчета статических и динамических характеристик гидравлических приводов в конкретных условиях их использования. В настоящее время широкое примешше в проектировании таких систем нашли аналитические и графоаналитические методы расчета, используемые, как правило^ на первом этапе, когда выявляются основные качественные характеристики, выбирается приближённая структура и примерные значения параметров, проектируемой гидравлической системы, обеспечивающие задан­ ные техническими условиями показатели качества работы.

На втором этапе проверяется справедливость сделанных допущений и упрощений, а также уточняются значения параметров, при которых требования, предъявляемые к системе, удовжтворяются оптимальным образом. Этот этап требует, возможно!, боже полного описания динамических свойств системы и влияния вшшних воздействий. Рас­ четы, проводимые на основе уточнённых описаний, как правило), сложны и трудоёмки, и могут быть выполнены только с использованием современной вычислительной техники.

На стадии проектирования вычислительная техника весьма эффективно используется для расчета значений различных параметров системы, при которых обеспечивается за­ данные качество работы; для математического моделирования проектируемых систем, когда динамические свойства достаточно точно описаны, а условия работы системы приближаются к реальным; для автоматизации процесса проектирования, когда в ЭВМ вводятся исходные данные и технические требования, а на выходе получают результаты в виде цифровых значений параметров, графиков и чертежей. Широкие возможности вычислительной техники позволяют решать нглингйные задачи численными методами, выявлять режимы устойчивых движений и проводить анализ динамических свойств рассматриваемой системы.

Среди большого разнообразия следящих систем наибольшее распространение получили гидравлические системы с дроссельным управлением и наличием жесткой обратной связи по положению выходного звена.

В гидравлических виброисточниках с обратной связью функция открытия золот­ ника запишется в виде:

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

–  –  –

ция - среда» [1].

Положение равновесия системы определяется действительным положительным корнгм, обозначенным у.

Посж перенгсения начала координат в положение статического равновесия уравнение (1) перепишется сждующим образом:

–  –  –

На участке плоскости у 0, О (IV квадрат) с очевидностью выполняется условие знаков. Sgn у = —Sgn. Это же условие выполняется на участке плоскости у 0, 0 (II квадрат).

На участке плоскости у 0, О (I квадрат) требуется выполнение соотношения знаков Sgn = —Sgn. Это произойдет при условии, если х — Ъ+ л.

На участке плоскости у 0, 0 (Шквадрат) соотношаше знаков sgn = —Sgn выполняется при условии 1 — Ъ—.

Заменив в (4)-(7) выражение для Х 2, ъ получим условия устойчивости сис­, темы с жесткой обратной связи по положению выходного звена при прямоугольном управляющем сигнале:

I квадрат:

–  –  –

Анализ условий устойчивости показывает, что возможны слгдующие случаи, обес­ печивающие устойчивую работу систем «вибратор - конструкция - среда».

- подводимое давление Р0 должно быть таково^ чтобы при любых возможных возмущениях сохранялись неравенства (8) и (9).

- устойчивей работе системы способствует увеличение коэффициентов нглингйных членов за счет конструктивных параметров виброисточника.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Ельмуратова А. Ф., Ешуткин Д. Н., Кожахметова А. К. Динамика и устойчивость гидравлического вибратора // журнал «Физико-технические проблемы разработок по­ лезных ископаемых», Новосибирск,. 1992. -№3, с. 76-69.

2. Ельмуратова А. Ф Устойчивость гидровибраторов //журнал «Наука и техника Казахстана»,Павлодар, 2004, №3, 10 с.

–  –  –

УДК 621.311

РАЗРАБОТКА СПОСОБА КОМПЕНСАЦИИ

ЕМКОСТНОГО ТОКА ЗАМЫКАНИЯ НА

ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 6 -1 0 КВ Б.Б. Утегулов, А.Б. Утегулов, А.Б. Уахитова, М. К. Жанкуанышев Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова В системах электроснабжения сельских предприятий имеет место сутцествагаое увеличение тока однофазного замыкания на землю (033) в сетях напря­ жение 6 -1 0 кВ вслгдствие значительного увеличения мощностей эксплуатиру­ емого эжктрооборудования и расширшия производства. При этом возникает нэобходимость компшсации емкостных токов 033 осуществляемая резонансным заземлением нгйтрали. Это обеспечивает снижение тока 033 до минимальных значший, обусловленных активными потерями изоляции сети и ДГР, и как сждствие - значительнее повышшие надежности систем электроснабжения, уровня эжктробезопасности персонала при 033, за счет снижения отключший поврежденных линий и отрицательных воздействий 033 на эжктрооборудование [1].

Значительная часть ДГР в системах эжктроснабжшия сельских предприятий представля­ ют собсй устаревшие шрегулируемые реакторы и реакторы со ступенчатым регулированием, у которых переключение ступежй осуществляется при отключении от сети и, тем самым, ic обеспечивающие полней компшсации емкостного тока. Полная компенсация емкостного тока замыкания на землю обеспечивается при наличии устройств автоматической резонансной настойки и ДГР с плавным регулированием компенсирующего тока.

На основании выше изложшного нэобходимо разработать способ повышения эф­ фективности компшсации емкостного тока в эжктрическсй сети 6 -1 0 кВ с нгрегулируемым или ступенчаторегулируемым ДГР путем использования разработанного способа и устройства автоматического опредежния тока 033 для автоматической подстройки суммарной емкости сети с целью обеспечения резонансной настройки контура нужвой посждовательности сети.

На основе принципа действия устройства компшсации емкостного тока в сети 6

- 10 кВ разработан способ повышшия эффективности компшсации емкостного тока замыкания на землю, заключающийся в подключшии по схеме “звезда” конденсато­ ров между фазами эжктрической сети и регулируемых кондшеаторов между земжй и нужвой точкой кондшеаторных батарей, соединенных в “звезду” и использовании способа и устройства автоматического опредежния тока 033 для регулирования сум­ марной емкости эжктрической сети по величине определяемого тока 033 в сети.

На рисунке 1 представлена схем а, реализую щ ая предлагаем ы й спо­ соб, содерж ащ ая:

- источник питания и трехфазную эжктрическую сеть с фазами А, В и С;

№1, 2010 г.

- ступенчато регулируемый (нгрегулируемый) дугогасящий реактор ДГР, подклю­ ченный между шйтралью источника питания и земжй;

- конденсаторные батареи БК, соединенные по схеме “звезда” и подключенные между фазами эжктрической сети;

- регулируемые конденсаторы С, подключенные между земжй и нужвой точкой конденсаторных батарей, соединенных в “звезду”;

- устройство автоматического определения тока 033 в эжктрическсй сет 6 - 10 кВ УАОТОЗЗ;

- дополнительную емкостную проводимость Ь0;

- выключатель дополнительней емкостной проводимости QF1;

- выключатель нагрузки QF2;

- выключатель QF3, коммутирующий ДГР;

- исполнительный орган И01 выключателя дополнительной емкостной проводи­ мости QF1;

- исполнительный орган И02 регулируемых конденсаторов С;

- исполнительный орган ИОЗ выключателя QF3;

- емкостные проводимости изоляции сети ЬА, ЬВ, ЬС;

- активные проводимости изоляции сети gA, gB, gC.

Принцип действия способа заключается в выполнении следующих операций, выполняемых устройством автоматического определения тока 033 в эжктрическсй сети 6 - 10 кВ: считывание с трансформатора значение напряжения нужвой посждо­ вательности; отключение дугогасящего реактора от нгйтрали сети; автоматическом опредежнии тока 033; подключении дугогасящего реактора к нгйтрали сети; автомати­ ческой подстройке суммарной емкости сети к ее определяемому настройкой значению по величинг определяемого тока 033 в сети в течение периода его измерения.

В зависимости от значшия напряжения нужвой посждовательности U0 осуществляется выбор режима работы устройства автоматического опредехшия тока0 33в эжктрическсй сети 6 -1 0 кВ: при U00,15 иф производится задаваемая настрсйка сети (резонанс или перекомпенсация), путем выполшшя вышеописанных автоматических операций; при U00,15 иф устройство автоматического опредежния тока 033 в эжктрическсй сети 6 -1 0 кВ переходит в режим появления однофазного замыкания на землю. При U00,15 иф устройство автома­ тического опредежния тока 033 в эжктрическсй сети 6 -1 0 кВ расценивает режим сети как шполнофазный или шеимметричный.

При устранении аварийных режимов сети (U00,15 иф) производится настрсйка сети в соответствии с начальными параметрами.

Вычисжние определяемой настройки емкости сети производится для варианта металлического замыкания на землю, так как при замыкании через перемежающееся сопротивжние наблюдаются переходные процессы, веждетвие периодических зажиганий и погасаний дуги в месте пробоя изоляции.

Поэтому настройку выполняют на основе величин установившихся токов и напря­ жений нужвой посждовательности [2].

При металлическом замыкании на землю потенциал нгйтрали становится равным фазному напряжению сети. В месте замыкания протекает ток дугогасящего реактора, емкостный ток сети и активный ток, обусловжнный активными потерями изоляции и дугогасящего реактора.

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

–  –  –

№1, 2010 г.

УДК 665.7.038.3

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРИСАДОК

ДЛЯ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ

К.Х. Жапаргазинова, С.Ж. Жумалин, А.Ж. Жумалина Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Использование альтернативных видов топлива для автомобилей является актуальным, особенно в последше десятилетие. Известно [1], что в качестве топлива в двигателях внутршнгго сгорания используются, например, низшие спирты. Однако низшие спирты имеют значительно более низкую, чем бшзин, теплоту сгорания. Это значит, что запас топлива в баке автомобиля должен быть увеличен, либо регулярность пополнения запасов топлива будет также возрас­ тать. В США в качестве автомобильного топлива применяют смесь бензина и этанола. В Италии из оксида углерода и водорода получают смесь спиртов от С1 до С5 и добавлением этой присадки в автомобильные бшзины увеличивают их октановое число (таблица 1).

Метанол СН3ОН и этанол С2 ОН хорошо растворяются в бшзинг, имеют Н5 высокое октановое число смешения, но растворимы и в воде. А поскольку в то­ варных бшзинах всегда есть вода, то спирт, использ}емый в качестве присадки, будет переходить в водную фазу и вместе с ней отслаиваться. В резервуарах при хранзши водная фаза, содержащая спирт, окажется внизу. Для исключения расслоения, требуется добавка гомогшизатора, например, изобутилового спирта С4 ОН, в результате потре­ Н9 буются дополнительные затраты.

Как видно из таблицы 1 с уменьшением длины алкильного радикала, октановое число увеличивается. Лучшие октановые характеристики у этилового и изопропило­ вого спиртов. Так этанол повышает октановое число базового бшзина от 91 до 133 по иссждовательскому методу (ОЧИ), а моторному методу (ОЧМ) увеличивает на 18 единиц. Указанные спирты мшге токсичны чем их гомологии [2]. Этанол обеспечивает значительное повышшие октанового числа при меньшем содержании (5,7%) в бшзинг.

Слгдет отметить, что в растворшные в углеводородах трет-бутиловый, изопропиловый и этиловый спирты имеют повышенную упругость паров от 48 до 124 кПа. Повышен­ ная летучесть присадок приводит к обогащению паровой фазы спиртами и большому влиянию на октановые числа, что является положительным момштом. В то же время это влияет на испаряемость и упругость паров бшзинов и должно учитываться при компаундировании бшзинов.

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

–  –  –

Все эфиры, особенно третбутиловые, характеризуются высокими октановыми числа­ ми, которые сопоставимы с низшими спиртами. Наивысшие значения октановых чисел по иссждовательскому методу имеет изопропил трет-бутиловый эфира (ИПТБЭ) и этил трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ). МТБЭ имеет среднге значение октанового числа равное 117 (ОЧИ), однако изготовление МТБЭ боже дешевж и экономичнге чем у ИПТБЭ и ЭТБЭ. По сравнению с другими эфирами метил трет-бутиловый эфир обеспечивает значительнее повышение октанового числа при меньшем содержании (11%) в бензинг.

Главным преимуществом эфиров по сравнению с низшими спиртами, является их рас­ творимость в бензинг и нграстворимость в водной фазе. Например, этанол расворяется в воде полностью, а МТБЭ хорошо растворяется в бензинг в любых соотношениях, практически нг растворяется в воде, нг ядовит.

При использовании МТБЭ сокращается расход шфти на производство заданного коли­ чества товарного бшзина, а также достигается её заметная экономия благодаря смягчшию требований к октановой характеристике традиционных угжводородных компоштгов бшзи­ на. МТБЭ имеет равную с бензином топливную характеристику. Наличие в гем кислорода существенно улучшает процесс сгорания топлива в цилиндрах, повышая экономичность двигателя и снижая содержание в выхлопе продуктов жполного сгорания.

Технология производства МТБЭ протекает в одну стадию: метиловый спирт СН3 ОН взаимодействует с изобутиленом (2-метилпропшом) C4Hg.

Процесс идет при средних температурах (50-70°С) и давлениях (1-1,2 мПа). Реакцию осуществляют на специальном катализаторе (чаще всего это ионообменные смолы) с высокой сежктивностью и почти полней конверсией за один проход. В качестве сырья, используют фракцию С4 ката­ литического крекинга, в которой кроме изобутилена присутствуют и Н-бутижны (1- и 2-бутены) С4 [4]. Сежктивность образования МТБЭ такова, что из смеси угжводородов Н8 в реакцию вступает только изобутилен. Тем самым синтез МТБЭ одновременно служит и процессом разделения фракции С4. Непрореагировавшие Н-бутилены служат наряду с МТБЭ товарной продукцией установки.

Топливная смесь бшзина с МТБЭ обладает еждующими свойствами:

- улучшаются антидетонационные свойства легкокипящих составляющих бензина, увеличивается детонационная стойкость и стабильность топлива;

- снижается температура запуска двигателя и токсичность отработавших газов;

- уменьшается интенсивность изнашивания детажй двигателя, образование нагара и лаковых отложений;

- сокращается расход топлива.

Процесс приготовления бшзинов представляет собой процесс механического сме­ шивания низкооктанового бшзина и МТБЭ. Подсчитано [3], что наибоже экономично добавлять в бензин 5— 15% МТБЭ. При добавлении 10% МТБЭ октановое число по­ лученного бшзина повышается на 2,1 - 5,8 единиц (по иссждовательскому методу) в зависимости от угжводородного состава исходного сырья.

По требованиям ЕЭС к автобшзинам Евро-3 (2000 год) и Евро-4 (2005 год) установ­ лено максимальное содержание кислорода 2,3% и 2,7% соответственна Так, требования Евро-3 и Евро-4 представлены в таблице ниже. К числу основных эксплуатационно-ка­

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

чественных показателгй бензина относят показатели его детонационной стойкости и склонность к нагарообразованию.

Все законодательные инициативы, жестко регламентирующие экологические по­ казатели качества топлив, в итоге направжны на снижение токсичности отработанных газов транспортных средств.

Поэтому в Европейском Союзе, США и других развитых странах приняты жесткие нормы по токсичности ОГ (оходящих газов) автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями, регламентирующие содержание СО, S02, NxOy и СхНу. С 2005 г. в ЕС действуют нормы токсичности Евро-4. Это означает, что автомобили, продаваемые в странах ЕС должны соответствовать этим нормам, естественно, при применении соот­ ветствующего топлива, экологические показатели которого также регламентированы соответствующим отдельным стандартом.

–  –  –

Таким образом, требования Евро-4, помимо снижения максимального содержания серы, олефиновых компонентов и ароматических компонентов, увеличили максимальное количество кислорода до 2,7%, что позволило увеличить объемы использования эфиров с целью замещения углеводородов. Согласно требованиям Евро-4 треб)емая концент­ рация в пересчете на МТБЭ составляет 11%, а допустимая 15,1%, в пересчете на ЭТБЭ (и МтАЭ) - 12,7% и 17,2% соответственно Помимо выполнения экологических требований стало нэобходимо постоянно на­ ращивать выпуск бензинов с ОЧИ 92, 95 и выше, спрос на которые непрерывно растет Октановое числсі, в этом случае, оправданно поднимать присадкой: кислородсодержащей

- МТБЭ [5].

ЛИТЕРАТУРА

1. Итинская, Н. И. Топливо, масла и технические жидкости / Н. И. Итинская, Кузнгцов Н. А. - М. Агропромиздат, 1989. - 26 с.

2. Кушниренко К. Ф. Краткий справочник по горючему. - М.: Всениздат, 1979.

- 6 6 - 6 7 с.

3. Бойко Ю. А. Производство экологически чистой высокооктановой добавки к бензину/ Ю. А. Бойщ К. В. Баклашов. - М., 2002. -57 с.

4. Чаплин Д.Н. Выделение изобутилена и изоамилаюв из углгводородных фракций.М., 1981.-35 с.

№1, 2010 г.

5. Иванов В.Н., Ерохов В.И. Экономия топлива на автомобильном транспорте.

- М.: Транспорт, 1984. - 302 с

–  –  –

Введение. Строительство современных высотных зданий и сооружений с развитой подземной частью часто осуществляется на основаниях из крупнообло­ мочных грунтов с песчаным или глинистым заполнителем. Условие применяли уравшшй механики деформируемого тела к описанию напряженно-деформи­ рованного состояния (НДС) такой среды [1], записывается в виде ( 1) h Н А, где - размер скальных обломков;

Н - размер образца грунта, при котором его можно считать локально однородным эквивалентным материалом;

А - расчетная область (характерный размер) массива грунта.

Полное соблюдение данного условия, как показывает обзор наибоже распространен­ ных в практике геомеханических модежй оснований [2], для крупнообломочных грунтов с заполнитежм часто оказывается швозможным всждствие особенностей их состава, строения и конструктивных решений фундаментов. Это ограничивает возможности детальных иссждований НДС таких оснований, например, на уровш, характерном для однородных грунтовых массивов.

Целью работы, является обоснование новой геомеханической модели грунтового массива крупнообломочных грунтов с заполнитежм с использованием подходов ме­ ханики композиционных материалов, удовжтворяющей условию (1).

Геомеханическая модель основания. Для выполнения расчетов оснований фунда­ ментов на крупнообломочных грунтах автором предлагается геомеханическая модель основания, частично изложенная раше в работе [3] и др., представляющая собой слой дискретно-шоднородного грунта ограниченной, в общем случае переменной, толщины и длины, примыкающий в основании к фундаменту. В пределах данного слоя формируется базовая механико-математическая модель, учитывающая строение слагающих грунтов и особенности их механического поведения. Остальная часть основания с использованием принципа эквивалентной гомогенности [4], рассматривается как квазиоднородная среда с осреднашыми по расчетному объему механическими характеристиками (рисунок 1).

№1, 2010 г.

1 - фундамент; 2 - слой дискретно-неоднородного грунта;

3 - гомогенный массив грунта; 4 - подготовка Рисунок 1 - Расчетная схема основания из крупнообломочных грунтов Размеры b 1, В, Н устанавливаются на основе общих требований к геомеханическим расчетам оснований, а величины 1, h - по результатам специальных расчетов по оценке их влияния на НДС системы «фундамент-основание».

Такая схема разрабатывается по результатам инжаерно-гшлогических изысканий участка строительства с учетом требований СНиП РК 5.01-2002 к исследованиям крупно­ обломочных грунтов. На шй отражаются особашости состава и расположения структурных эжментов (твердые включения, заполнитель, зоны контактов элгмаггов), их размеры, форма и содержание. Эти работы выполняются путем фотографирования площадок массива, ана­ лиза гранулометрического состава грунтов, проходки скважин и шурфов, использования стереологических построений и других подходов, рассмотрашых в работе [5].

Грунты основания рассматриваются как среда с наиболее адекватной эксперимен­ тальным данным механико-математической моделью (линейно или нелинейно-деформи­ руемая среда, включая отражение реологических свойств). Для дискретно-нээднородной области механические характеристики назначаются отдельно для каждого типа вклю­ чений и заполнителя, а для гомогенной области - по данным полевых испытаний или расчетно-экспериментальными методами.

Для удобства расчетов область структурно-неоднородного грунта может быть пред­ ставлена в виде прямоугольника (плоская задача) или параллепипеда (пространственная задача). Сждует отметить, что эта модель основания отличается физической сущностью от модели слоя ограниченней толщины и длины [2].

В частных случаях модель основания может быть представлена дискретным слоем грунта на гомогенном деформируемом основании (Н и 1=В), дискретным слоем грунта на абсолютно жестком основании (1=В и =Н, 1В и =Н), локальной областью основания ABCD с переменными размерами li=f(x), hi=f(z).

Для участков основания 2 и 3 (рисунок 1) могут выделяться непрерывно-нэоднородные или кусочно-однородные области с различными показателями механических характеристик слагающих грунтов с отражением, нередщ сложных условий их зажгания (в особенности элювиального генезиса) в основаниях зданий и сооружений. Расчет НДС

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

–  –  –

Механические характеристики включений и заполнителя описывались моделью бездилатансионнай упругоидеальнопластической среды- Условие прочности описыва­ лось критерием Кулона - Мора. Сетка разбивки содержала до 410 конгчных эжментов.

Расчеты выполнялись МКЭ по программе SCAD.

Математическое моделирование проводилось на двух типах расчетных модежй основания: схема А в виде дискретно-неоднородного основания с отношением размеров включений к ширинг подошвы фундамента d/b=l,0...3,0 (серияі) и d/b=0,1...0,3 (серия 2); схема Б в виде квазиоднородного основания для расчета осадок фундаментов по механическим свойствам заполнителя (серия 3) и осреджнным параметрам включений мергеля и заполнителя из суглинка (серия 4).

Все расчеты МКЭ проводились для вариантов содержания включений п = 0%, 20% и 40% при размерах ширины подошвы фундамента b = 1, 2, 3 и 4 м.

На рисунке 2 приведены иссждованные фрагменты «типовых структур» оснований фундаментов на крупнообломочных грунтах с заполнитежм.

По степени каркасности иссждованные структуры относятся ко второму классу

- крупнообломочным грунтам с несовершенным каркасом. Поэтому для данного типа грунтов учитывалось взаимодействие включений и заполнителя.

а - при d/b=l,0...3,0; б - при d/b=0,l...0,3; 1 - включения; 2 - заполнитель Рисунок 2 - Фрагменты иссждованных структур оснований фундаментов №1, 2010 г.

Контактные давжния по подошве фундаментов. На рисунке 3 приведены результаты вычислений контактных напряжений по подошве жесткого фундамента при содержании включений п = 0,4 и давжнии по его подошве Р = 500 кПа.

а - при b = 1м; б - при b = 4м; неоднородное (1) и однородное (2) основания Рисунок 3 - Эпюры напряжений Р(х) по подошве жесткого фундамента Из рисунка 3 сждует, что наличие включений изменяет, по отношению к однород­ ному основанию, вид эпюры контактных напряжений Р(х), которая зависит также от процентного содержания включений, их размера, ширины подошвы фундамента, а также степени развития пластических деформаций в основании. Это обусловливает и различие изгибающих моментов по подошве фундамента.

Напряженное состояние основания. На рисунке 4 приведены, в качестве примера, результаты вычислший вертикальных напряжешй oz в основании фунда­ мента по осям z и х при средам давлении по его подошве Р = 200 кПа.

–  –  –

Как видно из рисунка поле напряжений в дискретном основании характеризуется чрезвычайной «однородностью. У острых углов включений возникает резкая концентра­ ция напряжений, что приводит к возникновению локальных пластических деформаций в материале заполнителя. Из рисунка 4 также следует, что очертание эпюры ozв основании даже при одинаковом содержании включений зависит еще от ширины подошвы фунда­ мента. Различие в эпюрах oz получено и при отличающихся сочетаниях параметров п и Ъ. В обобщенном виде, можно записать выражение S z —f (Р, Z, п, Ь). Это указывает на зависимость НДС основания от ширины фундамшта, нагрузки, размера и содержания включений и ряда других структурно-механических факторов.

Развитие зон разрушашй грунта в основании фундаментов. Наряду с исследованием НДС проводился также анализ прочности оснований. Характерные примеры развития зон разрушений в основаниях приведены на рисунке 5.

а - при п=0,2 (серия 1); б - при п=0,4 (серия 1) Рисунок 5 - Зоны разрушения грунта (1) под фундаментом (Ь=3 м, Р=600 КПа) Анализ ч и с л е н н ы х экспериментов показад что разрушение структуры дискретнонзоднородного основания начинается с заполнителя вокруг концентраторов напряже­ ний. С ростом нагрузки на грунт локальные зоны разрушения развиваются, образуя обширную область, включающую и обломки скального грунта. Характер развития зон разрушения грунта в основании, как показали иссждования, существенно зависит от содержания включений, их размера, а также ширины подошвы фундамента. Эти особенности характеризуют проявление в основании масштабной нэоднородности, обус­ ловленной структурно-механическими особенностями дискретно-^однородных грунтов.

Отмеченный механизм разрушения грунтов основания отличается от известных данных для однородных сред.

Осадки фундаментов. Из рисунка 6 следует, что графики осадки фундамента S от среднего давжния по его подошве Р, т.е. S —f (Р) имеют нелинейный характер. Они зависят как от содержания включошй, так и ширины подошвы фундамента. Учет включе­ ний в основании фундаментов во всех случаях снижает их осадку. Для серии расчетов при значениях d/b= 1... 3, вследствие масштабной шэднородности среды, получена зависимость осадки фундамента от места расположения фундамента на поверхности основания.

где Az и т - коэффициент деформируемости и параметр упрочнзшя;

ю - коэффициент формы и жесткости фундамента;

v - коэффициент Пуассона грунта.

Определение параметров Az и т осуществлялось по компьютерной программе.

Анализ данных показал, что для квазиоднородных схем оснований (серии 3 и 4) параметр упрочнзшя m существенно зависит от ширины подошвы фундамента и содержания включений, тогда как различие в коэффициентах Az для фундаментов шириной Ь=1 м и Ь=2 м достигает 60,4%.

Зависимость параметров Az и м и содержания включений, ширины фундамента и расчетной схемы основания для серий расчетов 1и 2 имеет сложный характер. Из получшных данных сждует, что адекватности осадок наблюдается ни для одной из рассмотренных модежй оснований. Например, при нагрузке на фундамент Р=400 кПа различие в осадках составляет 15,5...33,1%. При этом важно отметить, что наименьшее различие в осадках фундаментов получено для моделгй оснований в виде квазиоднороднсй (осредкнной по свойствам) и дискрегао-шэднородной сред при отношении d/b=0,l...0,3 при Ь=2 м.

При практическом соответствии параметров нглингйной зависимости S=f(P) для моделзй квазиоднородного и дискретно-неоднородного оснований можно использовать следующий прием расчета осадок фундаментов на крупнообломочных грунтах с исполь­ зованием метода М.В. Малышева [8].

1. По формулам механики грунтов определяются расчетное сопротивжние R и предельное сопротивжние Ри грунтов квазиоднородного основания.

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

2. Определяется осадка фундамента S p по формулг М.В. Малышева для квазиод­ нородного основания за пределами линейной зависимости, т.е. при Р R

–  –  –

где SR - осадка квазиоднородного основания при P=R;

о - напряжение от собственного веса грунта на уровш подошвы.

3. Определяется осадка основания SR с учетом дискретной «однородности его D строения при P=R. Эту величину можно определить численным способом расчета МКЭ, либо методом послойного суммирования применительно к крупнообломочным грунтам по СНиП РК 5.01-2002.

4. Величина SR подставляется в формулу (3) вместо значения S R.

D Выполним расчет по изложенной методике для фундамента Ь=2 м при п=0,2 (ри­ сунок 66) для средшго давления по его подошве Р=600 кПа. Для квазиоднородного основания R=479 кПа, Ри =1746 кПа, S 0 =27 кПа (для глубины заложения фундаментас1=1,5 м и удельного веса грунта g = 18 кН/ М ). При условии P=R величины S R = 0,0852 м, 8 ^ = 0,0905 м. Тогда при Р= 600 кПа осадки фундамента составят S р =0,1104 м (расчет МКЭ - 0,115 м), а 8т = 0,1175 м (расчет МКЭ - 0,1207). Таким образом, погрешность расчета составила 2,6 %.

Выводы

1. Обоснованы геомеханическая модель основания, аппарат двухуровшвого конти­ нуума и методика для расчетов фундаментов на крупнообломочных грунтах с учетом дискретности их строения, различия показатежй механических свойств, состава, формы, ориентации, размеров включений и заполнителя.

2. Совокупность разработанных методик позволяет, в дополшние к существующим способам, проводить многовариантные, многофакторные расчеты фундаментов на круп­ нообломочных грунтах главным образом путем математического моделирования, что повышает эффективность и надежность проектирования различных объектов в сложных грунтовых условиях.

3. Эффективность использования предложенной геомеханической модели возрас­ тает при проектировании оснований высотных зданий, включающих крупные обломки скальных грунтов, сопоставимые с размерами фундаментов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ухов С.Б. Грунты как композиционные материалы природного образования.// Строительство в России: прогресс науки и техники - М.: 1993 - С. 130 - 139.

2. Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов. М.: Изд-во АСВ, 2005. - 488 с.

3. Козионов В.А. Взаимодействие ленточных фундаментов с дискретно-шоднородным основанием // Материалы международна! научней конференции. - Пенза : При­ волжский дом знаний, 2008. - С. 60 - 63.

№1, 2010 г.

4. Кристенсен Р. Введение в механику композитов. - М.: Мир, 1982. - 334 с.

5. Теоретические основы инженерией геологии. Механико- математические основы / Под ред. акад. Е.М. Сергеева. - М. : Недра, 1986. - 256 с.

6. Козионов В.А., Тарасова О.В. Конечноэлементный анализ взаимодействия л ен ­ т о ч н о г о фундамента с обломочно-глинистым основанием // Материалы международно!

научней конференции. - Екибастуз: ЕИТИ, 2009.- С. 591 - 595

7. Козионов В.А., Тарасова О.В. Расчетная оценка влияния формы и содержания включений на механические свойства обломочно-глинистых грунтов // Материалы международной научней конференции «VII Сатпаевские чтения». Т.б, Ч. 1. - Павлодар : ПГУ им. С. Торайгырова, 2009. - С. 120 - 126.

8. Малышев М.В., Болдырев Г.Г. Механика грунтов, основания и фундаменты в вопросах и ответах. - М. : Издательство АСВ, 2000. - 320 с.

Туйіндеме Толтыргышымен ірісыныцты грунттарда іргетастар негізіні цурылым рыльісын есепке алган геомеханикалъщ моделіні негіздемесі келтірілгді. Негізді кернеулі-деформацияланган жагдайыны ерекшеліктеріні, онда циратуды аймацтары пайда болуы мен дамуыны, сонымен. бірге іргетастарды табанына контактыrцысымыны талдауы берілген.

R esu m e The substantiation o f geomechanical model o f the basis from large frag­ mentalfiller grounds, considering structure o f their constitution is adduced. The analysis o f features o f tensely deformed condition o f the basis, formation and development in it o f destruction zones, and also contact pressure on a sole o f the bases is presented.

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

УДК 666.972.16

–  –  –

Проблема повышения надежности и безопасности зданий и сооруже­ ний многофакторная. Для возведения современных зданий и сооружений необходимы бетонные и железобетонные конструкции высокой надежности, в том числе прочные, ремонтоспособные, сейсмостойкие, долговечные и радиационночистые [1].

За последние годы произошел нг прогресс, а по существу, регресс в качестве и з г о т о в л е н и я конструкций и возведения объектов из бетона и железобетона [2].

В результате этого участились случаи преждевремшных деформаций и разру­ шений конструкций, зданий и сооружений.

Разрушения зданий и сооружений за последние десятилетия, которые произошли посж земжтрясений в Узбекистанг, Армении и Турции, а также посж ряда взрывов и наводжний в условиях чрезвычайных ситуаций, показывает, что одной из главных причин низкой прочности и долговечности объектов является применение, для их строительства бетона и жежзобетона низкого качества.

Принципиальное улучшшие качества бетонов и конструкций из них связано с ис­ пользованием высококачественных заполнитежй — песка и щебня, вяжущих веществ, принципиальной модернизацией существующей технологии изготовления бетонов и жежзобетонов на заводах-изготовителях, качественным выполнением бетонных работ жпосредственно на строительных площадках [3].

Необходимость получения материалов в виде искусственных конгломератов или ком­ позитов с наперед заданными свойствами требует возвращения к понятиям зависимости физико-технические свойства от структуры, строения, как исходных компонентов, так и проектируемых материалов. При этом все эти связи нэобходимо рассматривать в виде динамической системы, которая меняется в технологическом процессе производства так и в условиях эксплуатации.

Организовать в технологическом плане производство материалов, изделий и конструкций имеется много путей в зависимости от различных доступных местных компонентов и вяжущих веществ. Занимаясь проектированием составов, с использо­ ванием известных закономерностей для различных видов бетона и, учитывая влияние технологических параметров производства на формирование материала с требуемыми свойствами, мы должны обратить особое внимание на формирование новообразований и порового пространства основного компонента - цементного камня в бетош.

№1, 2010 г.

При этом нэобходимо учитывать, чтобы проектируемый материал в изделиях, да и сами изделия в процессе эксплуатации не меняли своих свойств под действием окру­ жающих факторов, в течение проектируемого периода эксплуатации с учетом класса и нормативных документов.

В работе [4]структура цементного камня представляй твердой фазой и поровым пространством, заполненным жидкостью или газом, причем важнейшие свойства бето­ на зависят от физических и физико-химических характеристик и каркаса, и порового пространства. Следовательно, целесообразно такое совместное рассмотрение капиллярно­ пористого цементного камня в бетож, которое позволит одновременно учесть формиро­ вание как его твердой фазы, так и порового пространства. Это предполагает общность подхода к ним, построенного по единому достаточно строгому признаку. Крайне жела­ тельна, чтобы одновременно с помощью выбранного признака учитывались и дефекты структуры твердей фазы цементного камня, от которых зависят физико-механические и деформативные свойства бетона. Наконец, важно), чтобы выбранная классификация по возможности позволяла рассматривать процессы, протекающие при становлении структуры цементного камня, в кинетическом аспекте.

Наибоже логично в качестве основы для подобной систематизации выбрать линей­ ные размеры капилляров, пор и эжментов каркаса. Вместе с тем, если известно несколько классификаций бетонов, основанных на различиях в их поровой структуре [6, 7, 8], то классификации твердой фазы цементного камня, построенной по принципу дисперсности частиц, шт. Поэтому в развитие представления об уровнях структуры, предложенного для оценки коррозионной стойкости бетона, мы рекомендуем еждующую общую градацию капилляров и структурного каркаса с учетом дефектов в последнем.

Надможкулярный уровень дисперсности; D = 2* 1№-4* 10*м 1(109/5-Ю'9 м)*.

(* Дисперсность D, как известно связана с характеристическим размером частиц / зависимостью D = 1 / /.) Несмотря на весьма узкий интервал изменения /, первый уровень дисперсности твер­ дой фазы очень важен, так как он включает в себя размеры частиц, отвечающие устойчи­ вым трехмерным зародышам. Этим и определяется низшая граница надможкулярного уровня: частицы меньшего размера не способны к самостоятельному существованию, т. е. вероятность их распада выше, чем вероятность дальнейшего роста. Вместе с тем частицы этого уровня должны обладать свойствами фазы, т. е. иметь в ширину не меже трех эжментарных ячеек. Твердые частицы, относящиеся по дисперсности к надможкулярному уровню, при различном фазовом и химическом составе объединяются общим признаком — чрезвычайно развитей поверхностью и, как еждетвие этот, отсутствием постоянного значения межфазовой эжргии o r, которая зависит от их размеров (1) где о - межфазовая эжргия бескожчно большой частицы, т. е. частицы, для которой значение межфазовой эжргии перестает зависеть от ее размера; а \ — константа.

Для таких частиц ж выполняется известное уравнение Томсона—Кельвина:

–  –  –

Следовательно, верхняя граница надмолекулярного уровня также имеет в п о ш е опре­ деленный физический смысл: она соответствует такой дисперсности частиц, при которой or для них перестает зависеть от их размера, т. е. or = ст и справедливо уравнаше (2).

Однако абсолютное значение / для верхнгго предела дисперсности, как и для ниж­ него, нельзя обозначить какой-то одной цифрой*, оно зависит от кристаллохимических особенностей и физических параметров образующихся фаз. Так, известно^, что гидро­ силикаты кальция нередко растут только в направжнии цепей главных валентностей, поэтому их эквивалентный размер для надмолекулярного уровня соответствует не максимальной длинг, а ширинг этих гидратов, составляющей в случае трех слоев 3 нм (толщина элгментарной ячейки равна ~1 нм). Выделение надмолекулярного уровня в самостоятельный при изучении структурообразования, согласно [4], нэобходимо по трем основным причинам: во-первых, этот уровень дисперсности соответствует самой начальной стадии формирования первичного каркаса будущей структуры цементного камня, протекающей в объеме коагуляционной структуры свежего цементного теста.

При этом непрерывный структурный каркас еще может не образоваться, однако уже имеются отдельные контакты между возникшими или уже растущими частицами новой фазы. Во-вторых, в надмолекулярный уровень дисперсности точно вписывается дисперсность “пор геля” (по терминологии [8] ), занимающих около 28 % объема твердой фазы [8, 9]. Форма этих пор чаще всего щелевидная, поэтому можно учи­ тывать либо минимальное расстояние между формирующими их стенками, либо средний эквивалентный размер, который составляет примерно 1,5-4 нм.

При этом энгргия связи с твердей поверхностью основного количества воды, нахо­ дящейся в порах геля, сопоставима с энергией связи конституционной * Это замечание справедливо также для верхних и нижних пределов остальных уровней дисперсности воды в высокогидратных новообразования х цементного камня (адсорбированный монослсй или не очень сильно отличающийся от него вторей слой). Даже если принять для усредненного диаметра пор геля h значение 3-4 нм, то и тогда вода в них находится под столь сильным влиянием поля сил стенок, что ее средняя плотность, электропроводность, вязкость, температура замерзания и некоторые другие показатели будут отличаться от таковых для свободной воды. Соответственно при этом не удается использовать ни уравнения Кельвина (при замене в нем отношения концентраций С/Ссо давлениями пара р/рх- ), ни уравкния Лапласа Ар = 2 а / г (3) В-третьих, надмолекулярному уровню соответствует ширина дислокации, которые, как и другие нгсовершенства структуры в сильной степени влияют на физико-механические свойства и ползучесть бетона (точечные дефекты, например, вакансии или дырки, имеющие размеры атомов или молгкул, находятся вне этого уровня). Благодаря введению градации надмолекулярного уровня удается полнее учесть влияние добавок, особенно сильно проявляющееся именно в условиях становленияструктуры цементного камня в бетоне.

Субмикроскопический уровень: )=107-2-108м 1(5-10'9/ 10'7м).

Как видное дисперсность твердей фазы, относящейся ко второму уровню, отвечает частицам коллоидных размеров (10'9 - 10'7 м), если ж считать тай ее части, которая отшеена нами к надмолекулярному уровню.

Во второй уровень попадает основная масса гидратных новообразований, слагаю­ щих структуру цементного камня*, в том числе и в зоне его контакта с заполнителями и №1, 2010 г.

арматурой. Этой же дисперсностью обладают отдельные оставшиеся в цементном камнг нг полностью прогидратированные зерна вяжущих.

Существенно, что и среднее статистическое расстояние между дислокациями и нгкоторыми другими дефектами в твердой фазе цементного камня также соответствует этому уровню дисперсности. Как известно [8, 9,1, 10], и размеры значительной части капилляров, причем тех, которые преимущественно определяют газо- и водопроницае­ мость бетона, также лежат в пределах 5 • 109- 107 м**.

Важность этого уровня дисперсности для теории и практики очевидна. Именно на этом уровш в полной мере проявляются особенности коагуляционного, условно-коагуляционного и кристаллизационного структурообразования, а также формируется поровое пространство цементного камня. Частицы указанной дисперсности обладают всеми основными хорошо известными свойствами коллоидных частиц: способностью к броуновскому движению, ближшй и дальшй коагуляции, полупроницаемостью, при­ водящей к осмотическим явжниям [11, 7] и т.д.

С позиций формирования структуры цементного камня наибоже характерные различия между этим и предыдущим уровшм заключаются в том, что на надмолекулярном уровш идет, главным образом, возникновение зародышей новой фазы, причем эти процессы протекают в киштическсй области, а на субмикроскопическом уровш в основном идет рост новой фазы, причем с диффузионным контролгм за процессом. Как уже говорилось, верхняя граница субмикроскопического уровня для твердых частиц имеет достаточно строгий физический смысл; напомним, что для ше уравнение Кельвина шприемлзмо^ но уже по другой причиш, чем та, которая указывалась при рассмотрении предыдущего уровня: в данном случае растворимость С частиц боль­ ших размеров достигает равновесного значения Соо, т. е. С / Coo = 1 и 1g С / Сх = 0.

Точно также физически обоснован выбор предельного значения диаметра капил­ ляров цементного камня, попадающих в субмикроскопический уровень. Во-первых, при h 10'7 м и нормальном барометрическом давлении теряется способность к массовой капиллярной конденсации влаги, т. е. влага может заполнять капилляры только при ее шпосредственном соприкосновении с капиллярно-пористым телом*. Во-вторых, при, близком к 10 _м, механизм переноса газов через капилляры меняется [5] (длина свобод­ ного пробега молгкул газа при атмосферном давлении составляет примерно 0,6 • 10-7 м). Кроме тогсх, при h 10'7 м, как показали экспериментальные *С оговоркой, что длина волокнистых гидросиликатов кальция значительно превышает их толщину.

** Нередко их называют микропорами, выделяя отдельно поры геля иссждования [5], значения поверхностного натяжения воды о и ее вязкости в гидро­ фильных капиллярах с диаметром h 10'7 м соответствуют табличным данным для свободней воды. В отличие от этого, при меньшем значении h начинает сказываться силовое пож стенок капилляров и указанные параметры воды могут измениться.

Добавки в бетон оказывают влияние и на субмикроскопическом уровш дисперсности частиц, хотя очевидно^ что их действие началось раньше.

Микроскопический уровень: D = 104 • 107 м 1(10'7 / 10 А м). В отличие от двух предыдущих уровшй установжние верхшго предела размеров частиц твердей фазы для этого Уровня носит весьма условный характер, хотя и оправдано практическими соображениями: к шму отшсен весь спектр частиц вяжущих, включая самые крупные фракции, и шкоторые новообразования: гидроксид кальция, составляющий около 15 % общей массы твердей фазы цементного камня, гипс, основные соли, например, гидНАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА рооксихлориды кальция, карбонат кальция и нзкоторые другие сседижния. Кроме тощ частицами этих размеров характеризуется ряд продуктов, вызывающих физическую коррозию бетона и кристаллизующихся в его порах, а также выделяющихся на его по­ верхности в виде высолов при введении отдельных добавок. По своим размерам к этому уровню относятся и дефекты структуры, возникающие в бетош в виде микротрещин при термическом напряжении, усадке, под давжнием продуктов коррозии арматуры и цементного камня, при работе конструкции под статической и динамической нагрузкой и т. д. При этом нужно учитывать концентрацию напряжений в микрообъемах бетона вблизи заполнителей.

Накошц, в третий уровень вписываются диаметры макрокапилляров, для которых, в отличие от твердых частиц, максимально возможные размеры можно установить достаточно строго; поры с таким усредненным диаметром (/ 104 м) принадлежат к категории капилляров2при высоте бетонных изделий порядка 1 м.

В капиллярных порах поверхность жидкости принимает форму, обусловленную силами. Поровое пространство цементного камня на микроскопическом уровш** заполнено ш только жидкой, но и газовой фазой — защемленным воздухом, а при * Известно^ капилляры имеют переменный по длине диаметр, поэтому речь идет о его вжоторой ^редкнной величин? поверхностного натяжения и почти ш искаженую силами тяжести введении газообразующих добавок — и другими газами. Таким образом, поровое пространство обычно представлено помимо пор геля и чередующихся с ними микрока­ пилляров также пересекающими их воздушными полостями. В первом приближении можно принять, что в цементном камш субмикро - и микрокапилляры (в указанном выше смысле этого слова) сообщаются друг с другом как жпосредственно, так и пос­ редством “пор геля”, т. е. капилляров надмолекулярного размера (“изолированные” капилляры), и прерываются условно-замкнутыми порами, в том числе и заполнашыми газовой фазой. При этом доля пересекающихся друг с другом капилляров растет, а доля условно-замкнутых пор уменьшается с увеличением В/Ц.

Влияние добавок в бетон сказывается на микроскопическом уровш преимущес­ твенно ш шпосредственнс^ а косвенно, так как добавки влияют на структурно-механические свойства цементного камня на более высоких уровнях дисперсности. Кроме тощ добавки могут изменить в бетош соотношение между пересекающими друг друга и «условно-изолированными» капиллярами, сообщающимися между собой благодаря наличию пор геля.

Макроскопический уровень: D 104 м 1 (/ 10'4 м) характерен для бетона с мел­ ким и крупным заполнителем в его составе и для изделий из ш га Ему соответствуют макрошоднородности и макродефекты, проявляющиеся, в частности, в существовании масштабного фактора при механических испытаниях бетона.

К макроскопическому уровню относятся и размеры крупных воздушных пузырьков, каверн и раковин в бетош, образующихся например, при шкачественном уплоткнии бе­ тонной смеси. Для них, естественно, ш пригодно уравнение Лапласа. Их число и диаметр можно значительно уменьшить с помощью добавок, в частности пластифицирующих.

Предлагаемая классификация позволяет с единых позиций рассмотреть структуру цементного камня и структуру бетона с учетом их порового пространства.

Проанализируем теперь с учетом уровшй дисперсности образование цементного камня в бетош, в том числе и с добавками. На первом этапе, начиная с первых минут посж затворения цемента водой (когда процессы гидратационного твердения еще только №1, 2010 г.

начинаются), для цементного теста, растворной и бетонной смеси характерна преимущес­ твенно коагуляционная структура с обязательными для же прослойками дисперсионной среды, причем равновесное значение толщины этих прослоек, как и продолжительность сохранения подобной структуры, в большой мере зависит от применяемых добавок (поверхностно-активные вещества обычно удлиняют период существования подобных структур, эжктролиты — сокращают его). В дальнейшем, по мере развития процессов гидратации, на фож коагуляционной структуры возникают, а затем начинают доми­ нировать условно-коагуляционные и кристаллизационные*** структуры, причем их относительный вклад в общее структурообразование зависит, помимо вида цемента и состава бетона, также от химической природы и концентрации добавок. По-видимому, при прочих равных условиях для бетонов на мономижральных вяжущих (например, гипсовых) боже существенную роль могут играть кристаллизационные, а на полимижральных цементах - условно-коагуляционные структуры. Однако ни при каких условиях механические и деформационные свойства бетонов зрелого возраста нг могут опреде­ ляться законами коагуляционного структурообразования.

Анализ образующихся структур с позиций уровжй дисперсности показывает, что условно-коагуляционная и кристаллизационная структуры формируются вначаж на надможкулярном (образование зародышей новой фазы), а затем на субмикроскопическом уровж на стадии роста кристаллов и появхншя первичного каркаса. Если же говорить о контактных поверхностях,— а именно они и определяют характер и прочность связей в цементном камж и бетож, — то они занимают лишь часть площади новообразований, а условнокоагуляци­ онные контакты в первом приближении можно рассматривать как точечные.

У словно-коагуляционные и кристаллизационные структуры упрочняются в ** Естественно^ речь идет о средам эффективном диаметре пор, так как из рассмотрения исключается адсорбционно-связанная вода монослся (частично полислоев), ж участвующая в процессе фильтрации. ***Или, в боже общем виде, кристаллизационно-конденсационные.

процессе гидратационного твердения часто путем увеличения площади контакта между частицами всждствие выдежния из пересыщенных растворов в этой зож двухмерных зародышей. Подобное наращивание “шва”, приводящее к упрочжнию структуры, про­ исходит потому, что участки, жпосредственно примыкающие к контактным поверх­ ностям, в силу их геометрических особенностей и по жкоторым другим причинам (см.

выше) становятся эжргетически наибоже выгодными для предпочтительного роста здесь новой фазы.

Таким образом, если твердая фаза цементного камня в бетож по своей дисперсности относится преимущественно к надможкулярному и субмикроскопическому уровням, а участвующие в жй исходные фазы и наибоже крупные гидратные новообразования даже к микроскопическому уровню, то основные реакции и процессы, приводящие к форми­ рованию структуры и обусловливающие ее прочность и деформативность, протекают на можкулярном уровж, т. е. жжат вж перечисжнных уровжй дисперсности.

Из этого обстоятельства вытекают два важных вывода:

Во-первых, изучение механизма действия добавок нужно начинать ж с уровжй структур твердения, а с можкулярного уровня (т. е. уровня, отвечающего процессам и реакциям между можкулами и ионами).

Во-вторых, совершенно очевидно*, что швозможно “перескочить” от реакций и процессов, протекающих на можкулярном уровж и приводящих к образованию твердого капиллярно-пористого тела, жпосредственно к прочности цементного камня

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

и тем более бетона, измеряемой на образцах макроскопических размеров, минуя при этом промежуточные уровни дисперсности, т. е. ш учитывая всевозможные дефекты структуры бетона.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бровцын А.К. Повышение надежности и безопасности зданий и сооружений // Стандарт и качество - 2003. - № 3. - С. 80 - 81.

2 Бровцын А.К. О системе управжния качеством в строительстве // Стандарты и качества — 1999. — № 1. — С. 45—46.

3 Бровцын А.К. Прочность бетона // Строительный эксперт. — 1999. — № 18 (61).-С. 8.

4 Ратинов В.Б., Розенберг Т.И. Добавки в бетон - М.: Стройиздат, 1989. - 187 с.

5 Лыков А.В. Теория сушки. - М.: Энгргия, 1968. - 470 с.

6 Ратинов В.Б., Розенберг Т.И., Рубинина Н.М. Иссждование кинзтики кристалли­ зации гидросульфоалюмината кальция // ДАН СССР.т 145, №5. 1962. -С. 1089 - 1091 7 Шейкин А.Е., Чеховский Ю.В., Бруссер М.И. Структура и свойства цементных бетонов. - М.: Стройиздат, 1979. - 344 с.

8 Пауэрс Т.К. Физическая структура портландцементного теста // Химия цементов / Под ред. Тейлора Х.Ф.У: Пер. с англ - М.:Стройиздат, 1969. - С 300 - 319 9 Ступаченко П.П. Влияние структурной пористости гидротенического бетона на его свсйства и долговечность // Защита строительных конструкций от коррозии // НИИЖБ.

- М.: Стройиздат, 1966. - С 67 - 84.

10 Шестоперов С.В. Долговечность бетона. - М., 1966. -500 с.

11 Бабушкин В.И. Физико-химические процессы коррозии бетона и жежзобетона.

- М.: Стройиздат 1968. - 187 с.

–  –  –



Pages:   || 2 |
Похожие работы:

«УЧЕБНЫЙ КУРС ПАРУС-ПРЕДПРИЯТИЕ 8 «Многомерные отчеты» © ЦЕНТР ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ КОНСАЛТИНГА И ПАРУС г.Москва, ул.Ярославская, д.10, корп. 4 1 тел. (495)797-89-90/91 www.parus.ru План обучения Количество дней: 1 Продолжительность обучения: 8...»

«Отчет о составлении списков избирателей на базе биометрических данных и Единого Государственного Регистра Населения (ЕГРН) Кыргызской Республики Государственной регистрационной службой при Правительстве Кыргызской Республики (далее Служба) за 2015 год проведена колоссальная работа, так Службой...»

«644046, Россия, г. Омск, ул. Маяковского, 74 +7 (3812) 433-301, 510-710 E-mail: np_oko@mail.ru www.oko55.ru ОБЗОР РЫНКА ЖИЛОЙ И КОММЕРЧЕСКОЙ НЕДВИЖИМОСТИ ОМСКА * 3 КВАРТАЛ 2011 1 644046, Россия, г. Омск, ул. Маяковского, 74 +7 (3812) 433-301, 510-710 E-mail: np_oko@mail.ru www.oko55.ru Уважаемые коллеги и партнеры! Приветствую Вас от лица Не...»

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР КРАСИТЕЛИ КУБОВЫЕ М Е ТО Д Ы О П Р Е Д Е Л Е Н И Я СТЕ П Е Н И Д И С П Е Р С Н О С Т И ГОСТ 27402—87 (СТ СЭВ 4272—83) Издание официальное Цена 3 коп. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва УДК 667.28.001.4:006.354 Группа Л29 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР КРАСИТЕЛИ КУБОВЫЕ ГОСТ Методы оп...»

«BAXI Testlr/050403#01#Y15#Vergi iinin tkili v idar edilmsi/050403#02#Y15#Vergi iinin tkili v idar edilmsi/050403#01#Y15_Maliyy v kredit/050403#02#Y15_Maliyy v kredit/Bax TEST: 050403#02#Y15_MALIYY V KREDIT Test 050403#02#Y15_Maliyy v kredit Fnn 05040...»

«ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ МУ ЛЬТИМЕДИА ТЕХНОЛОГИЙ В ПР АКТИКЕ АДАПТИВНОГО ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ Кашуба В.А., Зияд Хамиди Ахмад Насраллах, Хабинец Т.А. Национальный университет физического воспитания и спорта Украины Аннотация. В статье представл...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Л.Г. Сухотина РОССИЙСКАЯ ИНТЕЛЛИГЕНЦИЯ И ОБЩЕСТВЕННАЯ МЫСЛЬ ИЗДАТЕЛЬСТВО ТОМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ББК 66.3 УДК 323.329(47+57) С 91 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ ИЗДАНИЯ «ТРУДЫ ТОМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА»: проф. Г.Е. Дунаевский – председатель коллегии,...»

«TIA-942 Обзор стандартов для центров обработки данных Август 2008г. Пресс-центр компании ASA В течение последних 20 лет стандарты кабельных сетей были тем краеугольным камнем, который обеспечив...»

«Аналитическая записка по результатам экспертно-аналитического мероприятия «Реализация прав и полномочий Российской Федерации в отношении федерального имущества (за исключением средств федерал...»

«Автоматизированная копия 586_311307 ВЫСШИЙ АРБИТРАЖНЫЙ СУД РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПОСТАНОВЛЕНИЕ Президиума Высшего Арбитражного Суда Российской Федерации № 10406/11 Москва 1 декабря 2011 г. Президиум Высшего Арбитражного Суда Российской Федерации в составе: председательствующего – Председателя Выс...»

«к рит и к а материалы «круглого стола» оживший автограф эпохи В Национальной библиотеке РК состоялся круглый стол «Новая книга Павла Мариковского «Воспоминания натуралиста, зоолога, писателя» – автограф эпохи», организованный Союзом писателей Казахстана и НБ РК. Книга издан...»

«КЫРГЫЗСКАЯ РЕСПУБЛИКА ГОСУДАРСТВЕННОЕ И МУНИЦИПАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ _ ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ (Издание второе, переработанное и дополненное) Под общей редакцией: к.ю.н., доцента Шадыбекова К.Б. Бишкек УДК ББ...»

«ISSN 2072-5833 ВЕСТНИК УНИВЕРСИТЕТА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ ОБРАЗОВАНИЯ № 1 (74) Основан в 1996 году 2015 Журнал включен Высшей аттестационной комиссией в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степ...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт – Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича» Санкт-Петербургский колледж телекоммуникаций «УТВЕРЖДАЮ» Зам. директора по УВР колледжа СПб...»

«Серия «Профессиональное мастерство» Лети, пчела! В.Н. Корж основы ПЧЕЛОВОДСТВА Ростов-на-Дону «Феникс» ОТ АВТОРА Книга, которую вы, мой уважаемый читатель, держите в руках, была задумана более десяти лет...»

«9024/2016-28865(3) АРБИТРАЖНЫЙ СУД НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Именем Российской Федерации РЕШЕНИЕ Дело № А43-31149/2015 г. Нижний Новгород «26» февраля 2016 года «26» февраля 2016 года – дата изготовления судебного акта в полном объеме «20» февраля 2016 года – дата объявления резолютивной части решения...»

«Социологическое обозрение Том 8. № 1. 2009 Виктор Вахштайн* Между «практикой» и «поступком»: невыносимая легкость теорий повседневности Аннотация. Текст представляет собой ответ на статью Вадима Волкова «Слова и поступки». Это очередной виток в дискуссии, развернувшейся между теорией практик и теорией фреймов....»

«Александр Аркадьевич Галич Когда я вернусь (Полное собрание стихов и песен) Александр ГАЛИЧ КОГДА Я ВЕРНУСЬ (Полное собрание стихов и песен) «НЕ ГРУСТИ! Я ВСЕГО ЛИШЬ НАВЕК УЕЗЖАЮ.» Трудно писать о поэте, которого не просто любишь, но чьи произведения оказали столь сильное влиян...»

«ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ Студент самостоятельно определяет номер варианта контрольной работы по последней цифре номера зачетной книжки или студенческого билета. Если последняя цифра “1”, то вариант “1”, если – “0”, то вариант “10”. Объем работ до 10 машинописных страниц через два интервала. Преж...»

«1 СОДЕРЖАНИЕ 1. Аннотация.. 2. Структура и содержание дисциплины 2.1 Тематический план 2.2 Содержание теоретических разделов дисциплины 2.3 Содержание практических разделов дисциплины. 2.4 Программа самостоятельной работы студента 2.5 Образовательные технологии 2.6 Контроль результатов изучения дис...»

«ВЕРХОВНА РАДА УКРАЇНИ ІНФОРМАЦІЙНЕ УПРАВЛІННЯ ВЕРХОВНА РАДА УКРАЇНИ У Д ЗЕРКАЛІ ЗМІ: За повідомленнями друкованих та інтернет-ЗМІ, телебачення і радіомовлення 14 травня 2009 р., четвер ДРУКОВАНІ ВИДАННЯ Робочий візит Володимира Литвина Голос України В рамках тридцять другого пле...»

«ЕЖЕКВАРТАЛЬНЫЙ ОТЧЕТ Открытое акционерное общество Акционерная компания по транспорту нефти Транснефть Код эмитента: 00206-A за 1 квартал 2013 г. Место нахождения эмитента: 119180 Россия, г. Москва, ул. Большая Полянка, д. 57 Информация, содержащаяся в настоящем ежеквартальном отчете, подлежит раскрытию в соответствии с законодательст...»

«Наш исх.: SG/ASG/SPO/WLHW-Rome(2016) ЖЕНЕВА, 20 июля 2016 г. Приложения: 2 Вопрос: Практический семинар по лидерству женщин в гидрологии (5-6 декабря 2016 г.) Назначить участников до 5 сентября 2016 г.Предлагаемые меры: Уважаемый госп...»

«В.Л. Семиков (Академия Государственной противопожарной службы МЧС России, E-mail: info@academygps.ru) ПАНИКА КАК ОСОБЫЙ ВИД ПОВЕДЕНИЯ ЛЮДЕЙ Проведён анализ причин возникновения паники как опасного поведения людей и даны рекомендации по её предотвращению и прекращению. Ключевые слова: паника,...»

«Дарья среди племен Дмитрий Кралечкин Дмитрий Кралечкин. Кандидат DARIA AMONG THE TRIBES философских наук, независимый Dmitriy Kralechkin. PhD in Philosoисследователь и переводчик. phy, Independent researcher and translator. E-mail: euroonto...»

«КОНСТРУИРОВАНИЕ ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ УДК 658.512 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ВЫБОР СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОНАГРУЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ Статья поступила в редакцию 06.09.2013, в окончательном варианте 11.10.2013.Горячев Николай Владимирович, ведущий программист, Пензенский государственный университет, 440026, Российская Фед...»

«УДК 373.167.1:53 ББК 22.3я72 Б43 Серия «Академический школьный учебник» основана в 2005 году Проект «Российская академия наук, Российская академия образования, издательство «Просвещение» — российской школе»...»








 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.